Visa fråga/svar

 

Kraft-Rörelse [14361]

Fråga:
Jag undrar varför ett sandkorn som släpps från samma höjd som en sten, med samma vindkraft på sig, "åker med" vinden och sedan hammnar på marken, medan stenen åker i marken med en minimal förändring på sin position i (X led). Ett utformligt svar efterfrågas.
/Dag N, Nyströmska, Gusum

Svar:
För att förstå detta använder vi oss av en förenklad fysikalisk modell . Vi antar att sandkornet för enkelhets skull är sfäriskt med radien r och densiteten r.

Vindpåverkan V är proportionell mot tvärsnittsarean dvs

V = konst*p r2.

Tyngdkraften T är proportionell mot massan dvs

T = m*g = (4p r3/3)*r*g.

Förhållandet T/V blir då

(4p r3/3)*r*g/(konst*p r2) = C*r

där C är en (ännu) obestämd konstant. Förhållandet är alltså proportionellt mot r, dvs ju större sandkornet är, desto mer dominerar tyngdkraften. När sandkornet blir riktigt stort (en sten) är T mycket större än V, varför vi får en resulterade kraft nästan rakt ner. Stenen påverkas alltså mycket lite av vinden.

Vi kan nu kontrollera om modellen är bra och i så fall bestämma konstanten C genom att göra mätningar i en konstant vind med sandkorn/stenar av olika storlek. Vi mäter avvikelsen från lodlinjen och plottar detta som funktion av radien r. Om resultatet blir en någotsånär rät linje kan vi bestämma C.

Konstanten C kommer antagligen att vara proportionell mot vindhastigheten i kvadrat. Genom att genomföra mätningar vid olika vindhastighet skulle man kunna verifiera detta samband.

I praktiken skulle det ovan beskrivna experimentet antagligen fungera mycket dåligt - vinden är i verkligheten aldrig konstant. Man skulle kunna förbättra försöket genom att utföra det inomhus med en stark fläkt. Om man i stället för fallande sandkorn använde sig av olika stora kulor av samma material som är upphängda i en tråd och mätte avvikelsen från lodlinjen, skulle man antagligen få ett bättre resultat.

Se även svaren om störloppsåkaren och bobåkarna: bobåkning/störtlopp .
/Peter E

Nyckelord: fysikalisk modell [11]; friktion [48];

*

 

 

Frågelådan innehåller 7376 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2019-03-12 13:41:21.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.