Tränar på gamla fysik prov , impulslagen
Jag tränar på gamla fysik prov och har ytterligare fastnat på enuppgifter som jag är osäker på om jag har gjort rätt:
1) Ett tåg med massan 1650 ton bromsar från hastigheten 90 km/h till 70 km/h med den konstanta retardationen 0,40 m/s2. Beräkna bromssträckan, och involvera impulslagen för att lösa problemet.
Jag började med att beräkna med att göra om enheter så att 1650ton blir 1650000kg och 90km/h=25m/s och 70km/h till 19,4m/s och använde sedan impulslagen; I=p2-p1 vilket blir då:
I=m*v1-m*v2= 1650000*25-1650000*19,4=9240000N
Tågets kinetisk energi blir:
Ek=(1650000*25^2)/2= 515625000J
-För att bromsa bilen helt så måste friktionskraften uträtta ett arbeta av samma storlek:
515625000=Fb*s=9240000N*s
Bryter vi ut bromssträckan så får vi att s=56m.
Jag är osäker om jag har gjort rätt eftersom det nämns om retardationen och jag har inte använt det någonstans. Använde Ergo Fysik 1 och jag har inte stött på någon likadan uppgift så är lite osäker om det jag har gjort är rätt, men ser det bra ut?
Impulsen har enheten Ns (NewtonSekund) så du kan inte sätta friktionskraften till att vara lika med I (men I har rätt värde i din beräkning). Du vet också att I=F*Δt. Om du räknar ut hur lång tid det tar får tåget att bromsa från 90km/h till 70km/h med den konstanta accelerationen -0,4m/s^2 kan du sätta in det i I=F*Δt och lösa ut F. Sedan vet du att arbetet för att bromsa blir Ek(90km/h)-Ek(70km/h). W=ΔEk=Fs => s=W/F (s är sträckan)
Oj, där blev det fel men jag återkommer när jag har löst uppgiften! tack för hjälpen
Ni skriver att arbetet för att bromsa blir Ek(90km/h)-Ek(70km/h), hur blir det till? Ska man inte räkna ut att Ek= (m*Δv)/2 för arbetet och använder det svaret för att få ut vad sträckan är från s=W/F?
Blir det inte: Ek =(1650000*5,6m/s^2)/2= 25872000J
W=Fs => s=W/F = 25872000/ 660000N= 39,2m?
En sak till, retardationen var -0.4m/s^2 men tiden är väl inte negativ där jag använder accelerations formel?
a=Δv/Δt => Δt=Δv/a=14s? eller blir det -14s?
Var kom 5,6m/s^2 ifrån? Antar att du menade att 5,6 är en hastighet (inte acceleration som enheten verkar visa)
Tänk så här:
Tågets totala energi från början är den kinetiska energin som erhålls vid 90km/h (25m/s). Efter inbromsningen har tåget hastigheten 70km/h (19,4m/s) vilket betyder att tåget fortfarande har kinetisk energi men inte lika mycket som innan inbromsningen. Denna energiförlust måste skett av något eftersom energi varken kan skapas eller förstöras. Denna energi går alltså åt för att bromsa tåget från 90km/h till 70km/h. Energin blir i form av en friktionskraft som verkar under en viss sträcka.
5,6m/s är skillnaden mellan två hastigheter, jag gjorde om 90km/h och 70km/h och fick det till 25m/s och 19,4m/s
Arbetet är väl följande formel: Ek= så jag skrev det som
Ah men just det, bra! Precis, tar du Ek(90)-Ek(70) borde du få precis samma svar som ΔEk=(1650000*5,62^2)/2 J
Ja, så det är mitt svar som jag fick innan det vill säga 25872000J och sedan använder jag W=Fs => s=W/F = 25872000/ 660000N= 39,2m
Tror sträckan stämmer eller?
Det ser rätt ut. Tiden=14s alltså blev F=9240000/14N=660000N.
Sträckan ser bra ut nu tror jag.
Angående din fråga om en tid kan bli negativ, nej. Du har formeln .
Lös ut t med rätt tecken som ovan så borde du få positiv tid.
ahh, jag använde den vanliga accelerations formel istället för den andra men jaa då hänger jag med! Tack så himla mycket för att ni hjälpte till!!
Tåg brukar ta flera km på sig för att stanna, men jag har inte försökt lösa uppgiften.
Svaret är oberoende av massan så man kan nog kolla genom att gå en annan väg än impulser.
Lugnt! Du kan använda "vanliga" också men håll koll på att Δv = sluthastighet - starthastighet, dvs, 19,6-25 m/s
Hmm men i uppgiften vill de att man ska använda sig av impulslagen för att få fram bromssträckan..vilke mer metoder tror ni att det funkar än impulslagen?
Räknar man "masslöst" som Laguna sa hamnar jag kring 311m. Ska kika lite mer
Men vilka formler använder man då?? Förlåt men hänger inte med..
OKej, så eftersom jag inte hade någon tid så ska jag använda det tredje formel för att beräkna bromssträcka? Men det inkluderar inte impulslagen..så det är vad jag funderar över om det är rätt