Kirjoittaja Aihe: Fotoni 4-1 ja 4-3  (Luettu 2723 kertaa)

0 jäsentä ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

Poissa Apua!

  • Alkuvuotaja
  • Viestejä: 2
Fotoni 4-1 ja 4-3
« : 10.01.13 - klo:20:57 »
Fysiikan läksyt taas tökkii, ei meinaa millään tulla oikeata vastausta! Voisiko joku olla niin ihana ja auttaa minua näiden hankalien läksyjen kanssa? ;)

Ensimmäinen tehtävä, johon jumituin:

Kiekko, jonka halkaisija on 10 cm, liukuu jäällä nopeudella 5,0 m/s samalla pyörien kierrostaajudella 180 1/min. Mikä on kiekon reunassa olevan merkin nopeus ja kiihtyvyys, kun merkin nopeus ja kiihtyvyys, kun merkki on suoraan kiekon keskipisteen
a) edessä
b) takana?

Vastaus: a) 2,7 m/s 11° kulmassa menosuuntaan nähden, 2,8 m/s2 taaksepäin
              b) 2,7 m/s -11° kulmassa menosuuntaan nähden, nähden 2,8 m/s2 menosuuntaan

Toisen tehtävän tehtävänanto kuuluu: 

Tynnyri, jonka massa on 80 kg, lepää kyljellään poikittain kaltevalla tasolla, jonka kaltevuuskulma on 10°. Kuinka suuri ja minkä suuntainen on pienin voima, jolla tynnyri saadaan pysymään paikallaan, ja mihin kohtaan tynnyriä se pitää kohdistaa?
a) Taso on hyvin liukas.
b) Lepokitka riittää estämään tynnyrin liukumisen.
c) Kuinka suuri on tynnyrin ja tason välinen lepokitkakerroin b-kohdassa?

Vastaus: a) 136 N, tason suuntainen
              b) 68 N, tason suuntainen
              c) 0,09

Olen yrittänyt näitä jo todella kauan ja olen alkanut jo epäilemään, että olisikohan vastauksissa jotain väärin?

Poissa care

  • Hypervuotaja
  • ****
  • Viestejä: 796
  • Sukupuoli: Mies
  • LL Oulu
Vs: Fotoni 4-1 ja 4-3
« Vastaus #1 : 05.03.13 - klo:10:57 »
4-1
Tehtävässä väärät vastaukset, pitäisi olla 5,1 m/s

r = 0,10 m / 2 = 0,05 m
n = 180 1/min = 3 1/s
ω = 2πn
vl = 5,0 m/s,

vp = ωr = 2πnr = 2π * 3 1/s * 0,05 m = 0,9425 m/s

Merkin ollessa edessä/takana, nopeudet kohdistuvat 90° eri suuntiin, joten vkok = √vl2 + vp2 = √(5 m/s)2 + (0,9425 m/s)2 = 5,1 m/s

Nopeuden suunta α = tan (vp / vl) = 11°; vastaavasti toiseen suuntaan -11°

Kiihtyvyys normaalikiihtyvyyttä, an = vp2 / r = (0,9425 m/s)2 / 0,05 m = 18 m/s2


4-3
Tynnyriin vaikuttavat voimat G, N, Fμ, F

Yleisesti Fx : F + Fμ = mg sin α ja Fy: N = mg cos α
Lisäksi momenttiehdosta Fμr = Fh, jossa r tynnyrin säde ja h tukivoiman etäisyys tynnyrin keskipisteen läpi tason suuntaisesti kulkevasta voiman vaikutussuorasta.

a)  Fμ = 0 (taso liukas)
F = mg sin α = 80 kg * 9,81 m/s2 * sin 10° = 136 N
Voiman vaikutuspiste momenttiehdosta 0 = Fh => h = 0, eli voima kulkee tason suuntaisesti tynnyrin keskipisteen kautta

b) Momenttiehdosta Fμ = Fh / r
Voimaehdosta F + Fh / r = mg sin α => F (1 + h/r) = mg sin α => F = (mg sin α) / (1 + h/r)
Voima on pienin, kun h/r on suurin => maksimoidaan h => h = r, eli voima vaikuttaa ympyrän ulkokehällä tason suuntaisesti

Nyt F = (mg sin α) / 2 = (80 kg * 9,81 m/s2 * sin 10°) / 2 = 68 N

c) Koska Fμ = μN, saadaan
F + μmg cos α = mg sin α
μ = (mg sin α - F) / (mg cos α) = (80 kg * 9,81 m/s2 * sin 10° - 68 N) / (80 kg * 9,81 m/s2 * cos 10°) = 0,09
Ärzte ohne Anatomie sind wie Maulwürfe, sie tappen im Dunkeln und ihrer Hände Arbeit sind Erdhügel.
Friedrich Tiedemann

 

Seuraa meitä