Ball faller ned en høyde - Fysikk

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk for videregående skole og oppover på høyskolenivå. Alle som føler trangen er velkommen til å svare.

Moderatorer: Aleks855, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa, DennisChristensen, Emilga

Svar
RKT
Brahmagupta
Brahmagupta
Innlegg: 375
Registrert: 06/12-2006 12:08
Sted: Norge, Oslo

Hei, jeg driver da fortsatt med fysikk og har enn oppg her jeg ikke får her til:

1) Fra en høyde 2 m over gulvet slipper vi en ball med masse 0,15 kg. Ballen spretter opp igjen 1,4 m fra gulvet. Vi ser bort fra luftmotstand.

a) Hvor mange prosent av sin mekaniske energi mister ballen når den støter mot gulvet?

b) Hvor stor er farten rett før og rett etter sammenstøtet med gulvet?

Jeg har løst oppg a slik:

E-tap = Ep1 - Ep2
(vi har bare potensiell energi oppe(ved 2 m) og vi har også bare potensiell energi ved der den har kommet 1,4 m opp etter sprettinga - der er v=0 fordi ballen snur seg igjen).

Ep1 = mgh1 = 0,15 kg*9,81*2m = 2,943 J.

Ep2= mgh2 = 0,15kg*9,81*1,4m = 2,0601 J.

Forskjellen, det vil si tap av energi = 2,943 - 2,0601 = 0,8829 J

Dette gjør jeg til prosent:
(0,8829 * 100%)/(2,943) = 30 % ....dette svaret er riktig.

b) Her ble jeg litt usikker, fordi det ikke er oppgitt hvilke høyder(rett før og rett etter) ballen er i, der jeg skal finne fartene.
Derfor tolket jeg oppg slik at jeg selv skulle velge en høyde før ballen traff gulvet og en høyde etter at ballen traff gulvet.
Jeg valgte dermed høyden = 0,1 m før og etter sammenstøtet.

0,1 m før den treffer gulvet, farten:
Ep1 = Ep2 + Ek2

mgh1 = 0,5mv^2 + mgh2...osv

Etter å ha regnet dette fikk jeg farten i høyden 0,1 m før den treffer bakken til å bli 6,1 m/s ...fasiten sier 6,3 m/s, jeg tenker at de sier det fordi de har regnet med en annen høyde enn 0,1 m??

SÅ: Hvordan tenker/regner jeg oppgave b her? :)

Takker for raske svar!
...
bartleif
Descartes
Descartes
Innlegg: 414
Registrert: 13/03-2008 11:17

Heisann :) Du ser jo vekk fra all luftmotstand. Dvs. forskjellen i energi forsvinner i sammenstøtet med bakken.
Du vet også at den potensielle energien før og etter er forskjellig, hva med å bruke [tex]E=E_k+E_p[/tex](bevaring av mekanisk energi), og at da når h=0 blir [tex]E=E_k[/tex]?

Du kan betrakte oppturen og nedturen hver for seg.
RKT
Brahmagupta
Brahmagupta
Innlegg: 375
Registrert: 06/12-2006 12:08
Sted: Norge, Oslo

Jeg skjønte ikke helt hva du mente nå. Er det jeg har tenkt hittil med å velge en høyde selv og sånt feil da?

Og hvorfor setter du h=0, må det ikke være en viss høyde før og etter at den treffer gulvet?
Og hvis jeg bruker E=Ek ----> da er det jo farten her jeg ikke vet(som skal finnes), så hvordan bruker jeg det? Når den mekaniske energien er bevart, er ikke Ep før og etter det samme?

Kunne du vise hvordan du bruker det du sa, fra forrige innlegg for å løse denne oppgaven? '''

Takker.
...
bartleif
Descartes
Descartes
Innlegg: 414
Registrert: 13/03-2008 11:17

Du kan dessverre ikke velge en tilfeldig høyde over nullnivået nei. Da blir farten feil. Tingen her er at energiforskjellen oppstår i sammenstøtet med bakken. Kall gjerne energien før for [tex]E_{(1)}[/tex] og etter for [tex]E_{(2)}[/tex].

Disse vet du at er forskjellig. Dermed vet du at den samlede energien før er høyere enn etter, og at ballen ikke når like høyt. Altså har ballen lavere mekanisk energi etter sammenstøtet. Og rett før/etter sammenstøtet har ballen ingen potensiell energi, bare kinetisk.

Da følger det at all den potensielle energien gjenstanden får i det høyeste punktet, før og etter, er den kinetiske energien rett før/etter sammenstøtet.

Tar nedturen her:

[tex]E_{(1)}=E_{k(0)}+E_{p(0)}[/tex] og[tex] E_{k(0)}=0[/tex].

Da følger det, siden energien er bevart på hele nedturen inntil ballen treffer bakken, at [tex]E_{(1)}=E_{k}[/tex] når h=0.

Denne kan du lett løse mhp. v:

[tex]v=\sqrt{2gh_{(0)}}[/tex]

Du kan se på det som om [tex]E_p[/tex] blir "vekslet" til [tex]E_k[/tex].

Altså at når [tex]E_{(0)}=E_{p(0)}[/tex], og gjenstanden er i fritt fall over en strekning h, der den når h=0, vil farten generelt bli [tex]v=\sqrt{2gh_{(0)}}[/tex]. Eller [tex]E_k=E_{(0)}=E_{p(0)}[/tex]

Prøv deg på den andre nå. Si fra hvis du lurer på noe mer. :)
RKT
Brahmagupta
Brahmagupta
Innlegg: 375
Registrert: 06/12-2006 12:08
Sted: Norge, Oslo

Prøven er overstått, men takk for hjelpen du/dere ga! :)

Huff, jeg skjønner meg virkelig ikke på fysikk...=/
...
bartleif
Descartes
Descartes
Innlegg: 414
Registrert: 13/03-2008 11:17

Bare hyggelig å være behjelpelig :)

Du må ikke tenke slik. Det er bare å jobbe jevnt og trutt; plutselig klarner det.
Jeg vil gjerne anbefale deg noen videoer (serier med leksjoner) for å hjelpe deg å forstå, håper du tar deg tid til å se på noen av dem.

http://www.malcolmgin.com/blog/2008/10/ ... gle-video/

Her er det en fin liste over leksjoner, alt fra vektorer og skalarer til kjerne- og kvantefysikk. Også med fine animasjoner for å underbygge intuisjonen.

I tillegg har man Walter Levin ved MIT:
http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-01P ... /index.htm

Også en fin liste over temaer fra klassisk til moderne fysikk.

Disse har vært til stor hjelp for meg, og jeg håper de kan være det for deg også :)
Svar