Vilken hastighet får luften som rotorn trycker neråt?
Hejsan!
Uppgiften är inom (Energi och Rörelsemängd) och lyder så här.
"En helikopter hovrar (är helt stilla) på 10 meters höjd. Helikoptern väger 6230kg och rotorn har diametern 14,6m. Vilken hastighet får luften som rotorn trycker neråt?"
Mitt problem är att jag inte vet hur jag ska rita upp problemet vilket innebär att jag inte riktigt vet hur jag ska gå till väga för att lösa uppgiften.
- Hur kan jag visualisera problemet för att lättare kunna förstå vad det är jag ska göra för att lösa uppgiften?
Jag skulle bli mycket tacksam för lite vägledning! :)
Mvh
Du är förhoppningsvis med på att tyngdkraften försöker få helikoptern att falla nedåt. Denna kraft motverkas av den reaktionskraft som uppstår när propellrarna trycker luftens molekyler nedåt mot marken (Newtons tredje lag). Rita en bild av helikoptern med tyngdkraft och reaktionskraften från luften. Dessa två krafter måste balansera varandra, annars skulle helikoptern röra sig antingen nedåt eller uppåt.
Teraeagle skrev:Du är förhoppningsvis med på att tyngdkraften försöker få helikoptern att falla nedåt. Denna kraft motverkas av den reaktionskraft som uppstår när propellrarna trycker luftens molekyler nedåt mot marken (Newtons tredje lag). Rita en bild av helikoptern med tyngdkraft och reaktionskraften från luften. Dessa två krafter måste balansera varandra, annars skulle helikoptern röra sig antingen nedåt eller uppåt.
Precis! Helikoptern hovrar helt stilla i luften vilket innebär att den resulterande kraften är noll.
Bra och tydlig bild! Man ser redan hur man skall beräkna kraften neråt. Hur skall man beräkna kraften uppåt?
Smaragdalena skrev:Hur skall man beräkna kraften uppåt?
Ursäkta för sent svar! Livet kom emellan.
Här får jag konflikterande tankar. Först tänker jag naturligtvis att man tar reda på kraften upp genom att ta reda på vad kraften neråt är men sedan slog det mig att dessa två krafter kommer från två olika objekt. Tyngdkraften kommer från helikoptern och kraften uppåt kommer från luften som rotorn trycker ner vilket innebär två olika massor.
Är mina tankar på rätt väg eller är jag helt ute och cyklar?
Du är intresserad av vilka krafter som verkar på helikoptern, inte från helikoptern. På helikoptern verkar en tyngdkraft från jordklotet riktad nedåt. På helikoptern verkar också en reaktionskraft uppåt från luftens molekyler.
(Sen finns det en tyngdkraft på jordklotet från helikoptern riktad uppåt, samt en kraft från helikoptern på luftens molekyler riktad nedåt. Dessa krafter verkar dock inte på helikoptern och är därför inte intressanta när man fokuserar på vilka krafter som får helikoptern att sväva stabilt.)
Då har vi två krafter som verkar på helikoptern. Tyngdkraften som är riktad neråt och reaktionskraften som är riktad uppåt. Dessa krafter är lika stora då helikoptern svävar stilla på 10 meters höjd.
Smaragdalena frågade mig hur man ska ta reda på kraften uppåt. Kraften uppåt är ju lika stor som tyngdkraften.
Sedan vill jag kanske ta reda på volymen och massan på luften som rotorerna trycker ner för att sedan skapa en ekvation där jag kan lösa ut vilken hastighet luften får. Luften måste nå en specifik hastighet för att reaktionkraften från luften ska bli tillräcklig för att hålla helikoptern i luften.
Det är i de tankar jag vandrar just nu. Jag är i dimman med den här uppgiften.
Låter som du har kommit en bit på vägen! Nästa steg är väl då att sätta krafterna lika med varandra och bestämma kraften uppåt.
Sedan hade jag nog gått vidare och använt impulslagen.
Du är på rätt väg i dimman.
Kan rörelsemängd och impuls lysa upp mörkret?
