Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

12 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [20498]

Fråga:
När blir en känslig person mest illamående, om han åker bergochdalbana eller slänggunga? :)
/Isabella S, Hagaboda, Habo

Svar:
Isabella! Berg-och-dal banan är antagligen värst eftersom man påverkas av krafter åt alla håll. g-krafterna kan variera från 0g till c:a 4g. I slänggungan åker man bara i en konstant cirkelrörelse. Se vidare fråga 16580 och 15990 .
/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

*

Kraft-Rörelse [19146]

Fråga:
Jag undrar vilka olika krafter som påverkar en berg och dalbana, exempelvis dragningskraften. Har du något bra tips på någon hemsida där man kan se beräkningar kring en berg och dalbana eller andra attraktioner? Jag har valt att beräkna på berg och dalbanan Jetline som finns på Grönalund.
/Adina A, Realgymnasiet, Norrköping

Svar:
Hej Adina!

I en klassisk berg-och-dal bana är det helt enkelt en omvandling av potentiell energi till rörelseenergi, se Roller_coaster#Mechanics . Man behöver alltså bara en motor som drar upp vagnarna till den högsta punkten, sedan ser tyngdkraften till resten. Man får naturligtvis även räkna med lite förluster i form av friktion.

Lite data för Jetline finns här: Jetline .

Fråga 16580 innehåller lite räkningar för en annan bana. Länken nöjesparksfysik innehåller information och räkningar för andra attraktioner. Se även länk 1 och 2 nedan.
/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

1 http://tivoli.fysik.org/
2 http://www2.fysik.org/experiment_och_annat/lekplatsfysik/

*

Kraft-Rörelse [19056]

Fråga:
Hej! Om två olika personer åker på olika slänggungor (till exempel) och försöker att träffa varandra med vattenpistoler. Varför är det svårt? För att de befinner sig i olika system? Inte inertialsystem va, för rörelsen är ju då relativ (accelererar, retarerar osv)
/Astri A

Svar:
Hej Astri! Jo, problemet har med inertialsystem att göra.

Slänggungan på Liseberg (Slänggungan,_Liseberg ) liknar Kättingflygaren i Gröna Lund, se fråga 15990 . Gungorna är inte inertialsystem eftersom de hela tiden accelereras mot rotationscentrum för att kunna beskriva en cirkelrörelse.

När vattenstrålen lämnat ena gungan påverkas den bara av tyngkraften nedåt, medan målet (den andra gungan) fortsätter accelereras. Trots att målgungan alltså inte rör sig i förhållande till den andra, måste du alltså sikta innanför för att träffa målet.

Man kan även resonera så att gungorna bildar ett stelt roterande system att och det är corioliskraften (se fråga 3160 , som innehåller en video som väl illustrerar ditt problem) som gör att vattenstrålen böjer av.
/Peter E

Nyckelord: inertialsystem [6]; *nöjesparksfysik [12];

*

Kraft-Rörelse [19008]

Fråga:
Hej! Nu jobbar vi med rörelser så som centralrörelse, accelererad rörelse osv. På Fredag så ska vi lämna in en uppgift där vi ska beskriva krafterna och vad som händer på ett tivoli. Jag valde att beskriva fritt fall, slänggungan och berg-och dalbanan. Men jag har sökt information och hittar ingenting! Jag ska redogöra funktionen på de tre attraktionerna och beskriva vad man känner för krafter, vad det gör med människo kroppen och varför konstruktionen är som den är. Jag skulle vara jätte tacksam om ni kunde besvara min fråga innan fredag.
/Alex O, Vittra, Stockholm

Svar:
Om du inte hittar något har du inte försökt! Det finns massor bland annat i Wikipedia och i frågelådan. Alla attraktioner du nämner finns under nyckelordet *nöjesparksfysik . Nedanstående länkar innehåller massor av information.
/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

1 http://tivoli.fysik.org/
2 http://www2.fysik.org/experiment_och_annat/lekplatsfysik/

*

Kraft-Rörelse [17412]

Fråga:
Vad skulle hända om centripetalkraften upphörde i en karusell av typen "slänggungan (Liseberg)"?
/Frida T, Jönköping

Svar:
Frida! Centripetalkraften är kraften som är riktad in mot centrum av en cirkel. Utan denna fortsätter du rakt fran i tangentens riktning. Sedan påverkas du även av tyngdkraften, så du beskriver en parabelbana ner till marken. Detta skulle teoretiskt kunna hända om linorna går av, men risken är liten eftersom linorna säkert är väl tilltagna!

Se Slänggungan,_Liseberg , länk 1 och fråga 15990 för mer om slänggungan.
/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

1 http://www.liseberg.se/sv/hem/Nojesparken/Attraktioner/Slanggungan/

*

Kraft-Rörelse [17329]

Fråga:
Vilka krafter påverkars man vid inbromsningen då man åker Fritt fall på Gröna Lund? Upplever man ngn tyngdlöshet? Vad skulle hända precis då vagnen släpps om man fick ta med sig en liten mugg med vatten.
/Tikki A

Svar:
Ett föremål sägs befinna sig i fritt fall om det endast påverkas av gravitationskrafter.

I början i fritt fall påverkas du bara av tyngdkraften. Vid uppbromsningen påverkas du dessutom av en uppåtriktad bromsande fraft från sätet. Se även fråga 1310 .

Ja, du upplever en kort tyngdlöshet under det fria fallet. Det skulle inte hända mycket med vattnet eftersom tyngdlösheten är så kort. Om tyngdlösheten vore längre skulle vattnet bilda en vibrerande boll som sakta skulle driva ut ut glaset. Se nedan hur en vattenbubbla uppför sig i tyngdlöshet.


/Peter E

Nyckelord: tyngdlöshet [12]; *nöjesparksfysik [12];

*

Kraft-Rörelse [16676]

Fråga:
Du och några vänner bestämmer er för att åka karisseller på tivolit. Ni börjar med en som kallas ''virvelvinden''. Vilka krafter utsätts du för då du åker den. Förklara med både bild och ord! Tack :)
/Nathalie A, Brantingsskola, Uppsala

Svar:
Nathalie! Rörelsen hos virvelvinden är mycket komplicerad. Rörelsen är sammansatt av två oberoende rotationsrörelser (gondolens egenrotation och alla gondolernas rotation kring karusellens centrum). Dessutom har man en rörelse upp och ner. Gondolernas egenrotation påverkas av passagerarna, vilket gör rörelsen närmast kaotisk. Man kommer i vilket fall som helst utsättas för g-krafter som varierar i riktning och styrka.

Se länk 1 och Virvelvinden_(Liseberg) . Bilden är från Wikimedia Commons.



/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

1 http://www.liseberg.se/sv/hem/Nojesparken/Attraktioner/Virvelvinden/

*

Kraft-Rörelse [16580]

Fråga:
Berg-och-dal bana med loop
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Frågan gäller en berg-och-dal bana med en loop. Hur stor är centripetalaccelerationen längst upp på karusellen? Var är centripetalaccelerationen som störst?
/Ali z, BORGARSKOLAN, MALMÖ

Svar:
Ali! Jag hade lite svårt att förstå din fråga. Det du frågar om är nog en berg-och-dalbana (Roller_coaster , Roller_coaster_elements ) med en loop (Vertical_loop ), se nedanstående foto av den första loopen (Coney Island, New York) från Wikimedia Commons. Jag har kortat ner din fråga något.

Jag tänkte ta upp ett par saker av vad jag tror du frågade om: hur räknar man ut vagnens hastighet i olika punkter och hur stora är g-krafterna? Sajten Lisebergs-Fysik innehåller mycket mer information bland annat om berg-och-dal banor.

För att få någon idé om storlekar, hastigheter etc, så har jag tittat på data från ett typexempel, länk 1.

En klassisk berg-och-dal bana fungerar så att vagnen dras upp till maxhöjden, och får sedan rulla i princip fritt ner och upp längs spåret. En förenklad version visas i figuren nedan. Vagnen startar med hastigheten 0 från punkt 1. Den accelereras nedför backen och går runt loopen. I verkligheten är naturligtvis loopen lite skruvad så att utgången är vid sidan av ingången.

Om vi antar att det inte finns några friktionsförluster kan vi använda energiprincipen för att räkna ut hastigheten i olika punkter: Totala energin = potentiell energi + kinetisk energi, Epot + Ekin = konstant.

Vagnens massa är M kg och vi räknar med tyngdaccelerationen g=10 m/s2. Radien på loopen är r=5 m.

I tabellen nedan listas värden för punkterna 1-4. De olika kolumnerna är:

Nr Punkt nummer

h Höjd över nollnivån (lägsta nivån [punkt 2] har h=0)

Epot Potentiell energi: Mgh

Ekin = 160M - Epot

v2 räknas ut från Ekin = Mv2/2

v räknas ut från v2

v2/r är centripetalaccelerationen i cirkelbanan i m/s2

C acc är centripetalaccelerationen uttryckt i g

Totalt g är totala g-kraften om vi även tar tyngdaccelerationen i beaktande, se vektordiagrammen längst ner i figuren. I stället för att involvera krafter är det i detta fallet enklare att räkna med accelerationer. Tyngkraften motsvaras då av en acceleration riktad rakt upp med beloppet 1g (de små svarta pilarna i figuren).

Nr  h    Epot    Ekin     v2     v     v2/r    C acc   Totalt g
1  16   160M      0      0     0       
2   0     0     160M    320    18     64      6.4      7.4
3   5    50M    110M    220    15     44      4.4      4.5
4  10   100M     60M    120    11     24      2.4      1.4
    m     J       J    (m/s)2  m/s    m/s2     

Vi kan räkna ut vad starthöjden skulle vara om centripetalaccelerationen i punkt 4 skulle vara g, dvs passagerarana skulle vara tyngdlösa:

v2/r = 10 -> v2 = 10*5 = 50

Ekin = Mv2/2 = M*50/2 = 25M

Potentiella energin 25M motsvarar höjden 2.5 m, så starthöjden behöver vara 12.5 m för att centripetalaccelerationen i punkt 4 precis skall kompensera tyngaccelerationen.

Kommentarer

1 Maximala g-kraften i detta exemplet är 7.4 (i punkt 2) medan det i länk 1 sägs att den maximala g-kraften är 4. Ett skäl till avvikelsen kan vara att loopen inte vilar på lägsta nivån eller har större radie. Ett annat skäl är att man gör inte loopen cirkulär, utan päronformad med tjocka änden nedåt. Man får då en större krökningsradie där vagnen rör sig snabbast, och en mindre radie där den rör sig långsammast. Man jämnar alltså ut g-kraftena i loopen.

2 Det kan tyckas farligt att vagnen är upp-och-ner i toppen av loopen. I moderna anläggningar (men inte i den avbildade nedan) har man dubbla skenor både över och under hjulen. Om alltså vagnen skulle tappa fart så att den inte går tillräckligt snabbt på toppen, så skulle den ändå hänga kvar i de extra skenorna.

Se även Berg-_och_dalbana .



/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12]; g-krafter [16]; potential/potentiell energi [26]; rörelseenergi [12];

1 http://www.rcdb.com/181.htm

*

Kraft-Rörelse [15990]

Fråga:
Varför flyger man utåt om man åker fortare i en karusell som ser ut som Kättingflygaren på Gröna Lund?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Varför flyger man utåt om man åker fortare i en karusell som ser ut som Kättingflygaren på Gröna Lund?
/Johanna

Svar:
Johanna! Karusellen ser ut som den på bilden nedan från Chair-O-Planes .

För att sitsarna med (eller utan) passagerare skall röra sig i en cirkelbana erfordras en kraft riktad mot centrum. Denna s.k. centripetalkraft ges av

Fr = mv2/r

Om rotationshastigheten v ökar ökar radien r och vinkeln a mellan vertikalplanet och kättingen minskar för att centripetalkraften skall öka, se figuren nedan.

Det är två krafter som tillsammans orsakar nettokraften Fr (de två steckade krafterna i figuren):

1 Spänningen i upphängningskedjan FF riktad snett uppåt i kedjans riktning.

2 Tyngdkraften FG = mg riktad rakt nedåt.

Från triangeln med FF och Fr får man

tan a = Fr/FG

dvs

Fr = tana*FG = tana*mg

Men enligt ovan var ju

Fr = mv2/r

dvs

mv2/r = tana*mg

eller

v2 = r*tana*g

Vi ser för det första att sambandet inte beror av massan m.

Om avståndet från rotationscentrum till upphängningspunken är r0 blir radien

r = r0 + l*sina

där l är kedjans längd. Vi får alltså till slut sambandet

v2 = (r0 + l*sina)*tana*g

Vi ser att om hastigheten v ökar så måste även vinkeln a öka. Ekvationen ovan är svår att lösa exakt, men i appleten under länk 2 kan man variera parametrarna och se vad som händer.

Se Slagkraft - Naturvetenskap på Liseberg för mer om Kättingflygaren och andra Liseberg-attraktioner.

Se även Kättingflygare .



/Peter E

Nyckelord: centrifugalkraft [15]; kraft [11]; *nöjesparksfysik [12]; pendel, konisk [2]; centripetalkraft [10];

1 http://www.walter-fendt.de/ph14d/karussellmath.htm
2 http://www.walter-fendt.de/ph14se/carousel_se.htm

*

Kraft-Rörelse [15272]

Fråga:
Jag undrar vilka krafter som verkar på mig när jag sitter på en bänk i en cirkelformad karusell som snurrar, och vilken riktning de har.

Så vitt jag förstår finns det dels en acceleration in mot cirkelns mitt, och också en centrifugalkraft. Vilken riktning har centrifugalkraften? Finns det även en friktionskraft som gör att man hålls kvar och inte slungas av karusellen?
/Axel K, Fyrisskolan, Uppsala

Svar:
Hej Axel! En bra och besvärlig fråga. Besvärlig för att man pratar om en väldig massa krafter hit och dit. Det fall du frågar efter - att du sitter still på karusellen - är inte så svårt om man bara resonerar korrekt.

Det viktiga är vilket koordinatsystem du vill arbeta i. Det är helt upp till dig att välja detta - normalt väljer man ett system som gör problemet så enkelt som möjligt. Det finns två koordinatsystem som är av större intresse än andra:

1 Ett system där du är i vila. Eftersom detta måste röra sig i en cirkel med karusellens rotation, så är detta ett accelererat system (icke inertialsystem).

2 Ett system utanför karusellen. Detta system befinner sig i vila (vi kan bortse från jordens rörelse) och är alltså ett inertialsystem (icke accelererande system).

I båda systemen påverkas du av en gravitationskraft m*g riktad nedåt. Denna balanseras av en motkraft från golvet. Så vertikalt är nettokraften noll och alltså ingen acceleration.

I system 1 påverkas du av en centrifugalkraft riktad ut från centrum (systemet är ju inget inertialsystem). Eftersom du befinner dig i vila i förhållande till system 1 behövs en kraft som kompenserar centrifugalkraften. Det är friktionskraften eller den motkraft som bänken ger.

I system 2 rör du dig i en cirkel, dvs du accelereras hela tiden in mot karusellens centrum. Kraften som åstadkommer accelerationen är samma friktionskraft vi hade i system 1, men eftersom system 2 är ett inertialsystem så finns ingen centrifugalkraft som kompenserar friktionskraften. Friktionskraften (riktad mot karusellens centrum) orsakar en acceleration som får dig att beskriva en cirkelrörelse.

Svenska Wikipedia säger om centrifugalkraft (centrifugalkraft ):

Centrifugalkraft är en term vilken kan referera till två olika krafter vilka är relaterade till rotation. Båda är riktade ifrån rotationscentrum men de objekt vilka de verkar på är olika.

1 En reell eller "reaktiv" centrifugalkraft uppträder som en reaktion på en centripetal acceleration som verkar på en massa. Denna centrifugala kraft är till storleken lika med den centripetala kraften men riktad från rotationscentrum och verkar på det objekt vilket orsakar den centripetala accelerationen.

2 En pseudo eller "fiktiv" centrifugalkraft uppträder när en roterande referensram används for analys. Accelerationen (den sanna) av referensramen ersätts med en (fiktiv) centrifugalkraft som påverkar alla objekt och är riktad från rotationscentrum.

1 är alltså kraften (reaktionskraften till centripetalkraften) som verkar utåt på din hand om du snurrar en tyngd som sitter på ett snöre.

2 är den fiktiva kraften man känner om man befinner sig inne i ett system som utför en cirkelrörelse.

Hoppas detta var begripligt. Kom ihåg att det är endast i icke-inertialsystem (accerererade system) du behöver involvera fiktiva krafter som tröghetskrafter och centrifugalkrafter.

Se diskussion under länk 1 och fråga 3160 där karusellåkaren inte sitter stilla.
/Peter E

Se även fråga 3160

Nyckelord: centrifugalkraft [15]; *nöjesparksfysik [12]; centripetalkraft [10];

1 http://fragelada.fysik.org/forum/display_message.asp?mid=769

*

Elektricitet-Magnetism [15197]

Fråga:
Radiobilarna på Liseberg drivs elektriskt. De får ström från en pinne som sticker upp till ett metallnät i taket ovanför banan. Detta ska gå till två ledningar för att det ska gå ström? Hur går det här ihop?
/Armin H, Sandagymnasiet, Jönköping

Svar:
Armin! Du har rätt i att för att en en ström skall kunna gå genom motorn så måste man ha två poler. Den andra polen (jord) finns i golvet som är gjort av metall. De finns alltså en släpsko under bilen som ger kontakt med den andra polen.

Det finns även radiobilar utan pinne upp till taket. För dessa är både plus- och minus-polerna i golvet. Det kan tyckas farligt, men man använder låg likspänning (som ett bilbatteri) som är helt ofarlig.
/Peter E

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

1 http://en.wikipedia.org/wiki/Dodgems

*

Energi [7528]

Fråga:
Jag åkte i somras fritt fall på Gröna Lund och kom att tänka på följande: Antag att den fallande soffan bromsas upp av en permanent magnet innan den når marken, dvs magneten utför ett arbete genom att påverka soffan med kraft som bromsar in den. Min fråga är nu, varifrån kommer energin att göra detta. Är det en magnetisk energi lagrad i magneten, och varför i så fall minskar inte denna då magneten gång på gång utför arbete.
/Oleg H, Stockholm

Svar:
Energin finns ju som rörelseenergi hos soffa och den person som faller med. Vid inbromsningen omvandlas rörelseenergin till värmeenergi. Vi vet inte hur bromsarna är konstruerade i detta fall. Man kan tänka sig en magnetbroms där en elektromagnet reglerar en sorts skivbroms. Värme alstras genom friktion. Man kan tänka sig en virvelströmsbroms , där en magnet alstrar virvelströmmar i en metallskena. Värme alstras med ohmska förluster.

Se även Fritt_fall_(Gröna_Lund) .
/KS/lpe

Se även fråga 4188

Nyckelord: *nöjesparksfysik [12];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


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
.