Tröghet
Hej!
Enligt tröghetslagen kommer ett föremål fortsätta sin rörelse tills det stoppas av en kraft. Det förstår jag. Men hur hänger det ihop med denna uppgift? Jag antar att tröghetslagen har betydelse, men varför kan jag inte komma på. Jag skulle snarare använda Newtons andra lag i uppgiften genom att förklara att F = ma och att yxan har en stor massa som gör att kraften är stor ner mot skaftet. Men hur kan jag väva in tröghet i detta?
Kanske skulle man kunna säga att toppendelen har större tröghet till följd av sin större massa. Men för mig är detta bara ord och inget annat. Jag vill gärna kunna förstå matematiskt hur tröghet fungerar. Vad innebär det mer konkret, för jag förstår inte när man bok bara säger att större massa ger större tröghet.
Du skriver ”Enligt tröghetslagen kommer ett föremål fortsätta sin rörelse tills det stoppas av en kraft.”
Betrakta yxhuvudet och yxskaftet som två föremål. När du slår dem båda mot marken så stoppas yxskaftets rörelse av kraften från marken. Vad stoppas yxhuvudets rörelse av?
Jo, så måste det nog vara, men hur ska jag förklara detta när det samtidigt finns bromsande krafter i spåret som yxhuvudet ska åka in på? Det är ju bromsande kraft. Då kan man ju inte säga att en likformig rörelse på grund av föremålets tröghet kommer stoppas direkt när det påverkas av en kraft. Eller?
Zeus skrev:Jo, så måste det nog vara, men hur ska jag förklara detta när det samtidigt finns bromsande krafter i spåret som yxhuvudet ska åka in på? Det är ju bromsande kraft. Då kan man ju inte säga att en likformig rörelse på grund av föremålets tröghet kommer stoppas direkt när det påverkas av en kraft. Eller?
Skaftet kommer att stoppas meddetsamma när det träffar marken (detta funkar ju bäst om underlaget är stumt). Som du säger, yxhuvudet kommer att bromsas av friktionskraften från skaftet, men avsikten är ju att drämma yxan så hårt i underlaget att trögheten från yxhuvudet övervinner friktionen den bromsande friktionskraften från skaftet ända tills huvudet ha kilat fast sig ordentligt igen (dvs friktionskraften vuxit sig så stor att yxdelarna ånyo sitter fast i varandra).
Skulle detta kunna beskrivas matematiskt? Att ju högre den konstanta hastigheten är vid slaget mot marken, desto lättare övervinner yxhuvudet med sin tröghet friktionskraften?
Om meningen här är att jag ska använda kraftekvationen F = ma förstår jag inte poängen med tröghetslagen. Om allt kan beskrivas med Newtons andra lag, ja, vad är då nyttan med den första tröghetslagen? Dessutom borde det inte fungera eftersom jag har för mig att tröghetslagen bara gäller för objekt i vila och konstant hastighet där a = 0.
Är det verkligen meningen att jag ska använda F = ma och sätta a = 9,82? För när jag tänker efter skulle det inte fungera att slå yxan upp- och nedvänt upp mot taket.
Tack för att du hjälper mig :)
JohanF skrev:Zeus skrev:Jo, så måste det nog vara, men hur ska jag förklara detta när det samtidigt finns bromsande krafter i spåret som yxhuvudet ska åka in på? Det är ju bromsande kraft. Då kan man ju inte säga att en likformig rörelse på grund av föremålets tröghet kommer stoppas direkt när det påverkas av en kraft. Eller?
Skaftet kommer att stoppas meddetsamma när det träffar marken (detta funkar ju bäst om underlaget är stumt). Som du säger, yxhuvudet kommer att bromsas av friktionskraften från skaftet, men avsikten är ju att drämma yxan så hårt i underlaget att trögheten från yxhuvudet övervinner friktionen den bromsande friktionskraften från skaftet ända tills huvudet ha kilat fast sig ordentligt igen (dvs friktionskraften vuxit sig så stor att yxdelarna ånyo sitter fast i varandra).
Sidenote. Livsfarligt att använda yxan igen om man inte först slår in ytterligare en kil från ovansidan för att säkra huvudet från att slungas ut ur skaftet när du använder yxan igen.
Zeus skrev:Skulle detta kunna beskrivas matematiskt? Att ju högre den konstanta hastigheten är vid slaget mot marken, desto lättare övervinner yxhuvudet med sin tröghet friktionskraften?
Om meningen här är att jag ska använda kraftekvationen F = ma förstår jag inte poängen med tröghetslagen. Om allt kan beskrivas med Newtons andra lag, ja, vad är då nyttan med den första tröghetslagen? Dessutom borde det inte fungera eftersom jag har för mig att tröghetslagen bara gäller för objekt i vila och konstant hastighet där a = 0.
Är det verkligen meningen att jag ska använda F = ma och sätta a = 9,82? För när jag tänker efter skulle det inte fungera att slå yxan upp- och nedvänt upp mot taket.
Tack för att du hjälper mig :)
Angående den matematiska beskrivningen. Nej, det kommer inte nödvändigtvis att funka bättre ju högre hastighet du slår skaftet i marken med. Precis innan skaftet träffar underlaget, har både skaftet och huvudet en viss hastighet. Just när skaftet träffar underlaget kommer skaftet att retarderas med våldsam acceleration (hastighetsändring till noll, på bråkdel av sekund, beroende på hur stumt underlaget är.) skafthuvudet med sin tröghet kommer att fortsätta med konstant hastighet och krocka med skaftet som i bästa fall då står stilla (om underlaget är stumt).
Kanske bästa beskrivningen kan göras genom att se det som ändring av huvudets rörelsemängd blir friktionsarbete. F=ma blir svår att använda eftersom man har svårt att beskriva huvudets retardation på något vettigt sätt (retardationen kommer ju att vara beroende av skaftets friktionskraft). Däremot är det enklare att inse vad huvudets initialhastighet och sluthastighet är.
jag skulle säga att hastigheten har betydelse, men om inte underlaget är stumt så händer inte mycket.
Som du ser skulle det faktiskt även fungera upp och ner. Nackdelen blir att du får ingen hjälp av det arbete som tyngdkraften kommer att utföra, dessutom blir det praktiskt svårt att genomföra eftersom du får svårt att ge huvudet hastighet då det inte sitter fast i skaftet.
EDIT. Skillnad i rörelsemängd blir inte friktionsarbete. Det bli tidsintegralen av friktionskraften.
Men resonemanget ändras inte.
