Svar:
Man kan mycket väl använda begreppet corioliskraft när man ska beskriva
fysiken i en karusell till exempel.
/KS 2002-03-20

Svar:
Det skulle fungera också med en sådan ljuklocka, men den skulle inte ticka
jämnt. Vartannat tick skulle bli långt och vartannat tick skulle bli kort.
Medelticklängden skulle bli längre än när ljusklockan är stilla, men det
är inte så lätt att begripa. Det skulle alltså funka med en sådan
ljusklocka, men den skulle inte vara så pedagogisk.
/KS 2002-03-25

Svar:
I princip skulle den lyfta med vakuum. Det är Arkimedes princip som ska
tillämpas här. Vad som gör det omöjligt i praktiken, är att det inte går
att göra en tillräckligt lätt konstruktion som klarar lufttrycket.
/KS 2002-03-22

Svar:
Relativitetsprincipen:

Naturlagarna är samma i alla inertialsystem (system i likformig rörelse).

En teori där relativitetsprincipen gäller, kan kallas en relativitetsteori.
Newtons mekanik, till exempel, är en relativitetsteori. Under 1800-talet
arbetade fysikerna mycket med elektriska och magnetiska fenomen. Det kulminerade
i en matematiskt elegant sammanfattning som kallas Maxwells Ekvationer.
Det fanns ett stort problem. Denna teori uppfyllde inte relativitetsprincipen.

Man arbetade mycket med att modifiera ekvationerna, men utan framgång.
Allt detta detta är numera bortglömt. Det ledde ju bara till återvändsgränder.
År 1887
publicerade Michelson och Morley resultatat av ett experiment, som
visade att ljushastigheten är densamma i olika inertialsystem. Detta strider mot
år varagsuppfattning, vi är vana vid att kunna addera hastigheter.
Vad
Einstein gjorde, var att koppla ihop detta med problemet med Maxwells
Ekvationer. Han han hittade en lösning, som publicerades år 1905 i
Zeitschrift für Phüsik. Översatt till svenska är titeln: &34;Om rörliga
kroppars elektrodynamik&34;. Det är vad vi idag kallar den
speciella relativitetsteorin.

Man kan inte säga att Einstein var särskilt radikal vad matematiken beträffar.
Det har lett till en del problem, tvillingparadoxen till exempel.
Hermann Minkowski hittade några år senare en elegant matematisk form,
som förövrigt Einstein helt accepterade, när han 1916 införlivade
gravitationen. Den teorin brukar kallas den allmänna relativitetsteorin.
Det finns än idag inte någon iakttagelse som motsäger dessa teorier.
Det är väl ett gott betyg. Däremot kan man inte säga att Einstein gjorde
några betydande insatser inom kvantmekaniken. Han var till och med rätt
skeptisk mot vissa företeelser där, till exempel slupmässigheten,
som vi numera vet är av fundamental betydelse.

Det som står i fetstil lönar det sig att söka på i denna databas.
Du kan också gå till Nationalencyklopedin.
/KS 2002-03-25

Svar:
Ombord på rymdskeppet märks ingenting, där är allt oförändrat. Men för den som
betraktar rymdskeppet, och mäter dess hastighet till 99% av ljusets
hastighet, mäter man att massan har ökat, närmre bestämt med en faktor 7.
Något svart hål går inte att göra på detta sätt.
/KS 2002-03-26

Svar:
Speciella relativitetsteorin är bra vid höga hastigheter och stora avstånd.
Är där dessutom starka gravitationsfält, behöver man den allmänna
relativitetsteorin.
/KS 2002-03-26

Svar:
Det där har vi inte hört talas om. Gissningsvis är det tiden i ett system,
där satelliten har konstant fart (hastighetsvektorns absolutbelopp).
Då är det meningsfullt att diskutera tidsdilatationen.
/KS 2002-04-05

Svar:
Den teori inom vilken denna fråga skulle besvaras är den speciella
relativitetsteorin.
Den tillåter inte att något kommer upp i ljusets hastighet. Det skulle kräva
oändlig energi, och det finns inte i den del av universum vi har tillgång till
(vår ljuskon).

Däremot är det teoretiskt (men inte praktiskt) möjligt att få upp bilen
i 99% av ljusets hastighet. En åskådare som ser bilen komma mot sig, ser
att ljuset är blått på grund av dopplereffekten. Mäter man ljusets
hastighet får man det vanliga värdet.

Det är just det centrala i den speciella relativitetsteorin: Ljusets
hastighet i vakuum är alltid densamma, hur man än rör sig. Det innebär
att hastigheter inte kan adderas som man kan i vardagstillvaron och
i Newtons mekanik.

Ytterst beror detta på att vakuum inte har någon hastighet. Vakuum
har alltid samma egenskaper, hur man än rör sig.

Dessa fenomen är väl studerade, men inte med bilar, utan med partiklar,
både i laboratoriet och i naturen.
/KS 2002-04-06

Svar:
Arkimedes princip säger att lyftkraften är lika med tyngden av den
undanträngda gasen.
Om lyftkraften är större än ballongens tyngd, stiger ballongen.
Du behöver veta:

1. Den tomma ballongens massa.

2. Den gasfyllda ballongens volym.

3. Ballonggasens densitet.

4. Luftens densitet.

Nu går det att räkna ut hur mycket extralast ballongen kan ta.
/KS 2002-04-08

Svar:
Bilens rörelseenergi går åt till att deformera bilen. Den är ju lika stor i båda fallen, bortsett från att det rör sig om två bilar i första fallet.

Om vi förutsätter att kupén är intakt så beror skadan på hur stor accelerationen (negativ för uppbromsning) är. Accelerationen (och kraften F=ma) beror på hur lång sträcka bilen får på sig att stanna. Längre sträcka betyder mindre acceleration och därmed mindre skador på passagerarna. Moderna säkra bilar är därför byggda med ett förstärkt förar/passagerarutrymme och så stora deformationszoner som möjligt speciellt fram och bak.

Jag har när jag gjorde min militärtjänst i pansartrupperna suttit i en pansarbandvagn som i 5 km/t (gångfart) körde in i en jordvall. Eftersom det då knappast fanns någon deformationszon, så kändes kollisionen ordentligt!

Sedan måste man bromsa upp passagerarna så försiktigt som möjligt - annars kommer de att med full fart slå i framsidan av kupén. Detta sker med krockkuddar (länk 1 och Airbag) och bilbälten. Både kuddar och bälten skapar en egen deformationszon så att uppbromsningstiden blir så stor som möjligt.

Vad händer om två bilar av olika storlek kolliderar? Eftersom slutresultatet för en central kollision är att den mindre bilen får en viss hastighet bakåt (pga rörelsemängdens bevarande), så kommer passagerarna i denna utsättas för en större acceleration. Vad värre är kommer en kollision mellan en stor och en liten bil ofta att missa de deformationsbalkar som är inbyggda i bilarna eftersom den tyngre bilen ofta är mycket högre.

g-krafter

Låt oss uppskatta g-kraften vid en kollision. Hastigheten är v och deformationssträckan x. Vi har en konstant acceleration a. Eftersom medelhastigheten under uppbromsningen är v/2 blir uppbromsningstiden

t = x/v/2 = 2x/v

Accelerationen blir

a = dv/dt = v/t = v/(2x)/v = v²/(2x) [1]

Accelerationen uttryckt i g blir

a = v²/(2xg) g [2]

För en hastighet av 20 m/s (72 km/t) och en deformationssträcka 0.5 m får vi accelerationen

a = 20²/(20.510) g = 40g

Alternativ härledning av accelerationen

Om bilens massa är m så är rörelseenergin från början mv²/2 och efter kollisionen 0. Vi behöver alltså utföra arbetet mv²/2 fär att stoppa bilen. Med en konstant kraft F över sträckan x får vi

Fx = max = mv²/2

dvs

a = v²/(2x)

Detta är samma uttryck som [1] ovan. Observera att bilens massa m kan förkortas bort.

Se även fråga [19330].
/Peter E 2002-04-09