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.

6 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [20392]

Fråga:
Hej! Jag har lärt mig att centripital accelerationen är inåt, men när jag åker buss och lägger mina saker vid sidan om så vill de röra sig ifrån centrum av svängen.. förklaringen? Mvh elev
/Mose W, Jönköping

Svar:
Därför att en svängande buss är inget inertialsystem, se fråga 19113 .

När bussen svänger kommer du att enligt tröghetslagen fortsätta rakt fram. För att du skall följa med bussens sväng måste du påverkas av en kraft riktad mot svängningscentrum. Denna kraft kommer från sätet du sitter på.

Se även fråga 10727 .
/Peter E

Nyckelord: inertialsystem [6];

*

Kraft-Rörelse [19113]

Fråga:
Newtons första lag, tröghetslagen "En kropp förblir i vila eller likformig rörelse (konstant hastighet) om den inte påverkas av yttre krafter." Kan väl egentligen aldrig hända/testas? pga gravitation, all materia påverkar all materia hela tiden det bara är olika mycket beroende på hur avståndet och hur mycket materia det är.

Tack på förhand!
/Ludvig H, KMS, Kristianstad

Svar:
När vi vill betrakta Newtons första lag behöver vi begreppet inertialsystem.

Inertialsystem är koordinatsystem där Newtons första lag, tröghetslagen, gäller. Det betyder att krafter och accelerationer som eventuellt uppträder i beräkningar måste behandlas för sig. Alla inertialsystem är ekvivalenta och mekanikens lagar gäller i samtliga. (Inertialsystem )

Eftersom universum innehåller massa och eftersom tyngdkraften har oändlig räckvidd kan man tycka att det skulle vara svårt att helt undvika krafter. Det viktiga är emellertid inte att det inte får förekomma några krafter, utom att nettokraften är noll. En kula som ligger på ett bord påverkas av tyngdkraften och en lika stor motriktad normalkraft. Ett annat exempel är om en kropp befinner sig i fritt fall, så kan man låta den definiera ett inertialsystem:

... an observer confined in a free-falling lift will assert that he himself is a valid inertial frame, even if he is accelerating under gravity, so long as he has no knowledge about anything outside the lift. So, strictly speaking, inertial frame is a relative concept... (Inertial_frame_of_reference#Separating_non-inertial_from_inertial_reference_frames )

Det är alltså ganska lätt att skapa inertialsystem och bekräfta Newtons första rörelselag.

Se även fråga 17040 .
/Peter E

Nyckelord: Newtons rörelselagar [21]; inertialsystem [6];

*

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 [14380]

Fråga:
Om man till en massa (1 kg) som har hastigheten (10 m/s) tillför (150 J) kinetisk energi, kommer hastigheten att öka till (20 m/s). (e = 1/2 * m * v*v). När massan har hastigheten 10 m/s har den en kinetisk energi på (50 J). D.v.s. Det krävs 3 gånger mer energi att accelerera massan från (10 m/s ---> 20 m/s) än det krävs att accelerera massan från (0 m/s ---> 10 m/s).

Betyder detta att om man sitter i en lastbil som kör 10 m/s och i den har en massa på 1 kg som man inne i lastbilen accelererar till en hastighet (relativt med lastbilen) 10 m/s i färdriktning d.v.s 20 m/s absolut hastighet, behöver 3 gånger mera kinetisk energi än om man accelererar massan när lastbilen står stilla?

Detta är något som jag inte får att riktigt hänga ihop! Några upplysningar om var jag tänker fel.
/Anton M, Stockholm

Svar:
Anton/Peter! Din fråga är mycket bra - som du beskriver problemet verkar det märkligt. Det korta svaret är att observatörer i olika inertialsystem (icke accelererande system, se fråga 19113 ) inte är överens om utfört arbete. Låt oss försöka reda ut problemet ordentligt!

Kinetiska energin för en kula på 1 kg och hastighet 10 m/s är som du säger 50 J och kinetiska energin vid en hastighet av 20 m/s är 200 J. Skillnaden är alltså 150 J.

Vi har två system: marken och lastbilen. Deras relativa hastighet är konstant 10 m/s.

Du sitter på lastbilen och påverkar kulan med en konstant kraft F under en tid T tills den rör sig med hastgheten 10 m/s i lastbilens framåtriktning. Kulan har då den kinetiska energin 50 J sett från lastbilen.

Sett från marken är dess kinetiska energi 200 J efter din acceleration av massan, medan den före accelerationen hade kinetiska energin 50 J.

Sett från lastbilen får alltså kulan en energiökning av 50 J. Sett från marken är ökningen 200-50 = 150 J! Hur kan detta komma sig? Är inte energin bevarad? Kan vi använda detta för att göra en evighetsmaskin?

Nej, tyvärr inte. Om man räknar korrekt så är det inget problem. Observatörer i de båda systemen är överens om kraftens storlek F (den kan t.ex. visas med en kraftmätare) och de är överens om hur länge kraften appliceras T (vi talar här om normala hastigheter, vid relativistiska hastigheter har vi problem här).

Lastbilssystemet: tillförda energin är kraften*sträckan dvs Fx'. Medelhastigheten är (0+10)/2 = 5 m/s (likformig acceleration). Sträckan kraften verkar blir då x' = 5T, och den tillförda energin 5FT.

Marksystemet: tillförda energin är kraften*sträckan dvs Fx. Medelhastigheten är (10+20)/2 = 15 m/s (likformig acceleration). Sträckan kraften verkar blir då x = 15T, och den tillförda energin 15FT.

Vi ser att tack vare att sträckan x uppfattas som längre i det fixa systemet, så blir det tillförda energin tre gånger så hög i detta system, helt i enlighet med ovanstående värden 50 J och 150 J.
/Peter E

Nyckelord: inertialsystem [6]; rörelseenergi [12]; arbete [23];

*

Kraft-Rörelse [14085]

Fråga:
Om man hoppar upp i luften inne i en järnvägsvagn under gång, kommer men då ner på exakt samma ställe eller kommer man ner något bakom upphoppspunkten?? Är det någon skillnad om än mikroskopisk???
/Stig-Olof O, Solletuna

Svar:
Om du hoppar rakt upp kommer du ner på exakt samma ställe om bara inte tåget bromsar, accelererar eller svänger. Du befinner dig då i vad som kallas ett inertialsystem, och där gäller vanliga lagar som att vad som kommer upp måste komma ner på samma ställe.
/Peter E

Nyckelord: inertialsystem [6];

*

Kraft-Rörelse [10727]

Fråga:
Jag har funderat på en situation som jag inte får någon ordning på. Hoppas ni kan hjälpa.

Tänk er en stor skiva, lagom stor och snurrar lagom fort för att experimentet skall fungera. I centrum sitter en person på skivan. På periferin sitter en person på skivan. Utanför skivan i skivans plan, klockan 3 finns ytterligare en person. Högt ovanför skivans centrum finns ytterligare en person.

Personen på periferin avlossar en kula (som lyser) mot personen i centrum. 1) Kommer personen i centrum att träffas av kulan? 2) Kommer han att "se" kulan hela tiden? 3) vad ser personen i klockan tre? 4) vad ser personen ovanför skivan? 5) vad blir skillnaden om skivan är väldigt stor, snurrar väldigt fort och kulan är en ljusstråle?
/Göran H

Svar:
Den roterande skivan är ett exempel på ett system som inte är ett inertialsystem, det vill säga att det inte är ett system i likformig rörelse. Där uppträder fenomen som tycks kräva verkan av nya krafter som kallas "fiktiva krafter", som i detta fall kallas corioliskrafter. För betraktaren ovanför skivan verkar allt normalt, inga nya krafter behövs. För att kulan ska träffa personen i centrum, måste kulan skickas rakt mot den personen, inget konstigt med det. Siktar personen på periferin rakt på centrum, kommer inte kulan gå rakt mot centrum, rotationen finns ju med. För personerna på skivan verkar kulan påverkas av en kraft (corioliskraft) som böjer kulans bana. Personen ovanför skivan har en helt annan uppfattning, man har helt enkelt siktat fel.

De fiktiva krafterna (centrifugalkraft, corioliskraft) behövs egentligen inte alls, men de kan ha praktisk användning i vissa fall.Vi har inte i detalj svarat på dina frågor, men vi har beskrivit den grundläggande fysiken. Den sista frågan kräver behandling med speciell relativitetsteori, och det går vi inte in på här.
/KS

Se även fråga 8262 och fråga 9698

Nyckelord: inertialsystem [6]; centrifugalkraft [15];

*

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 7181 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-26 10:23:43.


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
.