Roterande stav
En skalbagge sitter stilla längst ut på ovansidan av en horisontellt roterande stav. Staven roterar moturs kring sin ena ände.
Skalbaggen börjar nu att promenera inåt längs staven. Om skalbaggen går med konstant fart, vad är sant beträffande de horisontellt verkande krafterna på skalbaggen i ett inertialsystem? Välj ett alternativ.
1. Friktionskraften bildar en vinkel med staven. Inga övriga horisontella krafter verkar.
2. Friktionskraften är riktad utåt längs staven. Inga övriga horisontella krafter verkar.
3. Förutom friktionskraften verkar en kraft radiellt inåt längs staven.
4. Förutom friktionskraften verkar en kraft radiellt utåt längs staven.
Eftersom vi har ett roterande koordinatsystem(?) så tror jag att man måste ta hänsyn till både corioliskraften och centrifugalkraften eftersom båda dessa uppstår i ett roterande koordinatsystem, eller?
Tror på att det förutom friktionskraften verkar en kraft radiellt utåt längs staven alltså alternativ 3. Är det rätt tänkt?
Om skalbaggen går med konstant fart, vad är sant beträffande de horisontellt verkande krafterna på skalbaggen i ett system som roterar med staven?
1. Två krafter verkar på skalbaggen: en friktionskraft och en Corioliskraft.
2. Tre krafter verkar på skalbaggen: en friktionskraft, en centripetalkraft och en Coriolis-kraft. Summan av dessa är noll.
3. Två krafter verkar på skalbaggen: en friktionskraft och en centripetalkraft.
4. Två krafter verkar på skalbaggen: en friktionskraft och en centrifugalkraft.
5. Tre krafter verkar på skalbaggen: en friktionskraft, en centripetalkraft och en Coriolis-kraft. Summan av dessa är skild från noll
Samma sak här alltså att: Eftersom vi har ett roterande koordinatsystem(?) så tror jag att man måste ta hänsyn till både corioliskraften och centrifugalkraften eftersom båda dessa uppstår i ett roterande koordinatsystem, eller?
Kan någon förklara?
I ett fast system är det bara tyngdkraft, normalkraft och friktionskraft som verkar på skalbaggen. Om inte skalbaggen promenerat hade centripetalkraften utgjorts av friktionskraften. Genom promenaden kommer skalbaggen att ha högre hastighet i sidled än vad staven har på den plats den tar nästa steg till. En friktionskraft krävs för att inte baggen ska glida av i sidled.
I stavens eget system kommer förstås friktionskrafterna vara samma men nu kommer dom att uppfattas som att dom motverkar en centrifugalkraft och en corioliskraft. (Är du säker på att det inte ska stå "fugal" i stället för "petal" i alternativ 2?)
Henrik Eriksson skrev :I ett fast system är det bara tyngdkraft, normalkraft och friktionskraft som verkar på skalbaggen. Om inte skalbaggen promenerat hade centripetalkraften utgjorts av friktionskraften. Genom promenaden kommer skalbaggen att ha högre hastighet i sidled än vad staven har på den plats den tar nästa steg till. En friktionskraft krävs för att inte baggen ska glida av i sidled.
Så du menar att när skalbaggen börjar promenera så har vi endast friktionskraften som verkar och den är riktad utåt dvs alternativ 2?
Henrik Eriksson skrev :I ett fast system är det bara tyngdkraft, normalkraft och friktionskraft som verkar på skalbaggen. Om inte skalbaggen promenerat hade centripetalkraften utgjorts av friktionskraften. Genom promenaden kommer skalbaggen att ha högre hastighet i sidled än vad staven har på den plats den tar nästa steg till. En friktionskraft krävs för att inte baggen ska glida av i sidled.
I stavens eget system kommer förstås friktionskrafterna vara samma men nu kommer dom att uppfattas som att dom motverkar en centrifugalkraft och en corioliskraft. (Är du säker på att det inte ska stå "fugal" i stället för "petal" i alternativ 2?)
Det står faktiskt centripetalkraft i alternativ 2, så svaret är antingen 2 eller 5 med tanke på att du säger att vi har tre krafter som verkar på skalbaggen. Har jag förstått rätt?
Då är det feltryck. Som alla vet upplever man en centrifugalkraft i en karusell. Du kan försöka tänka dej in i situationen så inser du nog åt vilket håll friktionen verkar.
Henrik Eriksson skrev :Då är det feltryck. Som alla vet upplever man en centrifugalkraft i en karusell. Du kan försöka tänka dej in i situationen så inser du nog åt vilket håll friktionen verkar.
Hur blir det i den första frågan? Jag fick fel svar då jag svarade alternativ 2 att "Friktionskraften är riktad utåt längs staven. Inga övriga horisontella krafter verkar"
Hur blir det i den första frågan? Hänger inte med där riktigt :(
Jag har förstått den andra men inte den första frågan. Kan någon förklara hur man kommer fram till rätta svaret? Svarade alternativ 2 men fick fel svar
I det fasta systemet verkar på skalbaggen krafter längs staven och tvärs staven, båda är komponenter av friktionskraften. Accelerationen längs staven är i två delar, dels den som gör att skalbaggen ändrar sin hastighet i radiell led, dels en så kallad centripetalacceleration, som beror på att staven roterar och skalbaggens bana hela tiden böjs av mot centrum. Den första är noll när skalbaggen har konstant hastighet v, den andra kan beskrivas som och är alltså riktad mot centrum - centripetal. Tvärs staven har accelerationen också två delar, dels en som kommer av ändringen i rotationshastighet hos staven (här noll om rotationshastigheten är konstant), dels den så kallade coriolisaccelerationen, som beror på skalbaggens hastighet v och rotationshastigheten w som 2wv. Friktionskraften ska motsvara massan gånger dels centripetalaccelerationen i längsled, dels coriolisaccelerationen i tvärsled.
I det roterande systemet, vilket är det som skalbaggen ser, känner den av centripetalaccelerationen i stället som en utåtriktad kraft - centrifugal - och coriolisaccelerationen som en corioliskraft, riktad åt andra hållet gentemot coriolisaccelerationen.
Så i första fallet svar 1, i andra fallet svar 2 (summan av de tre "krafterna" är noll, eftersom hastigheterna är konstanta. Fast det är inte en centripetalkraft, utan en centrifugalkraft).
Tack så mycket!
