Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:
14 frågor / svar hittades
Luftmotstånd
Fråga:
1. Luftmotståndet på ett klot ges av formeln
F = k r2v2 där
k = 0,92kg/m3
r - klotets radie
v - klotets hastighet
a) Kontrollera att enheterna stämmer i formeln
b) En bordtennisboll har radie 1,9 cm och massan 2,5 g. Bestäm sluthastighet för en bordtennisboll som faller genom luften.
b) skulle jag behöva hjälp med, mitt svar stämmer inte svaret med kollegans
/Azira H, 2011-10-13
1. Luftmotståndet på ett klot ges av formeln
F = k r2v2 där
k = 0,92kg/m3
r - klotets radie
v - klotets hastighet
a) Kontrollera att enheterna stämmer i formeln
b) En bordtennisboll har radie 1,9 cm och massan 2,5 g. Bestäm sluthastighet för en bordtennisboll som faller genom luften.
b) skulle jag behöva hjälp med, mitt svar stämmer inte svaret med kollegans
/Azira H, 2011-10-13
Svar:
a (kg/m3)m2(m/s)2 = kgm/s2 = N, vilket är SI enheten för kraft.
b Sluthastigheten uppnås när luftmotståndet är lika med tyngdkraften mg:
mg = k r2v2
v2 = mg/(k r2) = 0.00259.81/(0.92(0.019)2) = 73.8
v = sqrt(73.8) = 8.6 m/s
LÃ¥ter lite mycket, men nog korrekt med de givna uppgifterna!
Låt oss kontrollera med uttrycket för sluthastighet som finns i fråga [15385] (med luftens densitet 1.2 kg/m3):
v = sqrt(2mg/(rACd)) =
sqrt(20.00259.81/(1.2p(0.019)20.47)) = 8.8 m/s
vilket stämmer utmärkt med ovanstående värde!
/Peter E 2011-10-13
a (kg/m3)m2(m/s)2 = kgm/s2 = N, vilket är SI enheten för kraft.
b Sluthastigheten uppnås när luftmotståndet är lika med tyngdkraften mg:
mg = k r2v2
v2 = mg/(k r2) = 0.00259.81/(0.92(0.019)2) = 73.8
v = sqrt(73.8) = 8.6 m/s
LÃ¥ter lite mycket, men nog korrekt med de givna uppgifterna!
Låt oss kontrollera med uttrycket för sluthastighet som finns i fråga [15385] (med luftens densitet 1.2 kg/m3):
v = sqrt(2mg/(rACd)) =
sqrt(20.00259.81/(1.2p(0.019)20.47)) = 8.8 m/s
vilket stämmer utmärkt med ovanstående värde!
/Peter E 2011-10-13
Hur kan en Formel 1 bil dra fördel av luftmotståndet?
Fråga:
Hur kan en Formel 1 bil dra fördel av luftmotståndet?
/alexander Ã, IES Lund, Lund 2015-11-29
Hur kan en Formel 1 bil dra fördel av luftmotståndet?
/alexander Ã, IES Lund, Lund 2015-11-29
Svar:
Kul fråga Alexander! Ja, en F1-bil är helt beroende av luftmotståndet! Utan det hade bilen kört av i den första kurvan!
Det man först tänker på är att luftens rörelse i förhållande till bilen ger en bromsande kraft (engelska drag), vilket naturligtvis inte är positivt. Det finns emellertid gott om effekt i motorn för att motverka motståndet. Avgörande för snabbheten hos F1-bil är inte motorstyrkan utan väggreppet.
Karossen på bilen designas för att minimera "drag" (som uppkommer genom turbulens) och för att maximera nedåtkraften (engelska downforce). Nedåtkraften skapas av en konstruktion som liknar en flygplansvinge (se fråga [12891]) fast upp-och-ner.
Nedåtkraften adderas till tyngdkraften och utgör normalkraften. Friktionen, dvs väggreppet, är ju proportionellt mot normalkraften. Så större normalkraft ger bättre väggrepp vilket påverkar både acceleration, bromsförmåga och kurvtagning.
För att ytterligare öka "downforce" har F1-bilen vingar både fram och bak, se bilden nedan från Wikimedia. Man kan med en optimal kaross och vingar åstadkomma en "downforce" som överskrider tyngdkraften på bilen. Den skulle alltså teoretiskt kunna köras i taket!
De senaste åren har man infört en möjlighet att justera den bakre vingen under loppet. Detta kallas DRS (Drag Reduction System). När man vill köra om på en raksträcka kan man reducera "drag" och därmed få bättre acceleration. Man förlorar lite "downforce", så DRS deaktiveras automatiskt när man bromsar inför nästa kurva.
Se vidareFormula_One_carAerodynamics och Drag_reduction_system .
Kul fråga Alexander! Ja, en F1-bil är helt beroende av luftmotståndet! Utan det hade bilen kört av i den första kurvan!
Det man först tänker på är att luftens rörelse i förhållande till bilen ger en bromsande kraft (engelska drag), vilket naturligtvis inte är positivt. Det finns emellertid gott om effekt i motorn för att motverka motståndet. Avgörande för snabbheten hos F1-bil är inte motorstyrkan utan väggreppet.
Karossen på bilen designas för att minimera "drag" (som uppkommer genom turbulens) och för att maximera nedåtkraften (engelska downforce). Nedåtkraften skapas av en konstruktion som liknar en flygplansvinge (se fråga [12891]) fast upp-och-ner.
Nedåtkraften adderas till tyngdkraften och utgör normalkraften. Friktionen, dvs väggreppet, är ju proportionellt mot normalkraften. Så större normalkraft ger bättre väggrepp vilket påverkar både acceleration, bromsförmåga och kurvtagning.
För att ytterligare öka "downforce" har F1-bilen vingar både fram och bak, se bilden nedan från Wikimedia. Man kan med en optimal kaross och vingar åstadkomma en "downforce" som överskrider tyngdkraften på bilen. Den skulle alltså teoretiskt kunna köras i taket!
De senaste åren har man infört en möjlighet att justera den bakre vingen under loppet. Detta kallas DRS (Drag Reduction System). När man vill köra om på en raksträcka kan man reducera "drag" och därmed få bättre acceleration. Man förlorar lite "downforce", så DRS deaktiveras automatiskt när man bromsar inför nästa kurva.
Se vidare
Fritt fall med löst rep
Fråga:
Hej,
under våra fysikspecialiserings lektioner har vi diskuterat teorin bakom detta experiment, utan framgång. Hur ser en förklaring/teori ut?
https://www.youtube.com/watch?v=5ZnKIPfIhAQ&nohtml5=False
/Gabrielle J, Haganässkolan, Osby 2016-04-08
Hej,
under våra fysikspecialiserings lektioner har vi diskuterat teorin bakom detta experiment, utan framgång. Hur ser en förklaring/teori ut?
https://www.youtube.com/watch?v=5ZnKIPfIhAQ&nohtml5=False
/Gabrielle J, Haganässkolan, Osby 2016-04-08
Svar:
Fritt fall med löst rep
För det första: detta är fullständigt livsfarligt om man inte gör det rätt! Rätt utfört är det en utmärkt demonstration av rörelsemängdsmomentets bevarande (se fråga [12527]) och friktion.
För en tyngd med massan m som snurras runt i ett snöre med längden r och med hastigheten v är rörelsemängdsmomentet
L = mvr
(Egentligen är L en vektor, men låt oss inte krångla till det.)
Massan är naturligtvis konstant, så om r minskar måste v öka för att L skall vara konstant. Allteftersom linan med tyngden roterar kring den horisontella stolpen blir ju r mindre. I början glider ju repet mot stolpen, vilket även det gör att r minskar. För att rörelsemängdsmomentet skall bevaras måste alltså tyngdens hastighet öka. Detta innebär två saker som är väsentliga:
1 Tyngden snurrar snabbare och snabbare runt stolpen och många varv runt stolpen hindrar att linan glider.
2 Den ökande hastigheten gör att spänningen i linan ökar (F=mv2/r).
Både 1 och 2 medför att friktionen ökar vilket bromsar upp gubben. Den ökande hastigheten bidrar till att gubben hinner bromsas in innan han slår i marken.
Längden på linan, friktionen mellan rep/stolpe och massan hos vikten måste anpassas så att gubben bromsas upp lagom fort. För mycket uppbromsning gör att gubben dras sönder av linan, för liten uppbromsning och gubben slår i marken.
Här är videon. Man ser att det i princip är fråga om ett bungyjump med översta ändan lös och utan elasticitet i linan.
/Peter E 2016-04-08
Fritt fall med löst rep
För det första: detta är fullständigt livsfarligt om man inte gör det rätt! Rätt utfört är det en utmärkt demonstration av rörelsemängdsmomentets bevarande (se fråga [12527]) och friktion.
För en tyngd med massan m som snurras runt i ett snöre med längden r och med hastigheten v är rörelsemängdsmomentet
L = mvr
(Egentligen är L en vektor, men låt oss inte krångla till det.)
Massan är naturligtvis konstant, så om r minskar måste v öka för att L skall vara konstant. Allteftersom linan med tyngden roterar kring den horisontella stolpen blir ju r mindre. I början glider ju repet mot stolpen, vilket även det gör att r minskar. För att rörelsemängdsmomentet skall bevaras måste alltså tyngdens hastighet öka. Detta innebär två saker som är väsentliga:
1 Tyngden snurrar snabbare och snabbare runt stolpen och många varv runt stolpen hindrar att linan glider.
2 Den ökande hastigheten gör att spänningen i linan ökar (F=mv2/r).
Både 1 och 2 medför att friktionen ökar vilket bromsar upp gubben. Den ökande hastigheten bidrar till att gubben hinner bromsas in innan han slår i marken.
Längden på linan, friktionen mellan rep/stolpe och massan hos vikten måste anpassas så att gubben bromsas upp lagom fort. För mycket uppbromsning gör att gubben dras sönder av linan, för liten uppbromsning och gubben slår i marken.
Här är videon. Man ser att det i princip är fråga om ett bungyjump med översta ändan lös och utan elasticitet i linan.
/Peter E 2016-04-08
Låda dras uppför lutande plan
Fråga:
Om man drar en låda med konstant hastighet uppför ett lutande plan och ska undersöka verkningsgraden för olika vinklar. Arbetet ses som den tillförda energin och lägesenergin ses som den nyttiga energin.
Våra resultat visar att större vinklar ger större verkningsgrad. Är detta sant? Varför/varför inte?
/Denizé Z, TBS, Örebro 2016-11-22
Om man drar en låda med konstant hastighet uppför ett lutande plan och ska undersöka verkningsgraden för olika vinklar. Arbetet ses som den tillförda energin och lägesenergin ses som den nyttiga energin.
Våra resultat visar att större vinklar ger större verkningsgrad. Är detta sant? Varför/varför inte?
/Denizé Z, TBS, Örebro 2016-11-22
Svar:
För att dra lådan uppför planet krävs en kraft som är lika med summan av friktionskraften µ·N=µ·m·g·cos(v) och tyngdkraftens komposant m·g·sin(v), alltså dragkraften, se länk 1 och nedanstående figur från länk 1:
F = µ·m·g·cos(v) + m·g·sin(v)
Potentiell energi på höjden h: mgh
Arbete: (µ·m·g·cos(v) + m·g·sin(v))·h/sin(v)
Verkningsgrad = e = Potentiell energi/Arbete
e = sin(v)/((µ·cos(v) + sin(v)) = 1/(µ·cot(v) + 1)
Låt oss se om detta är rimligt. Utan friktion (µ=0) ger e=1 som sig bör.
Om vinkeln v=0o blir e=0. Om v=90o blir e=1. Dessa extremfall motsvarar mycket friktion (lång sträcka, hög normalkraft) och ingen friktion (lådan dras vertikalt utan att röra planet).
Om v=45o och µ=0.2 blir e=1/(0.2+1)=0.83.
Som du ser är det korrekt att stor vinkel ger högre verkningsgrad.
För att dra lådan uppför planet krävs en kraft som är lika med summan av friktionskraften µ·N=µ·m·g·cos(v) och tyngdkraftens komposant m·g·sin(v), alltså dragkraften, se länk 1 och nedanstående figur från länk 1:
F = µ·m·g·cos(v) + m·g·sin(v)
Potentiell energi på höjden h: mgh
Arbete: (µ·m·g·cos(v) + m·g·sin(v))·h/sin(v)
Verkningsgrad = e = Potentiell energi/Arbete
e = sin(v)/((µ·cos(v) + sin(v)) = 1/(µ·cot(v) + 1)
Låt oss se om detta är rimligt. Utan friktion (µ=0) ger e=1 som sig bör.
Om vinkeln v=0o blir e=0. Om v=90o blir e=1. Dessa extremfall motsvarar mycket friktion (lång sträcka, hög normalkraft) och ingen friktion (lådan dras vertikalt utan att röra planet).
Om v=45o och µ=0.2 blir e=1/(0.2+1)=0.83.
Som du ser är det korrekt att stor vinkel ger högre verkningsgrad.
Sida 2 av 2
Föregående |
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida frÃ¥n NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar