Mekanikkoppgave (forvirring)

[Gjest]

Hei, denne oppgaven fra mekanikk kapitlet traff meg litt.

Oppgaven lyder slik:
En gutt skyver en kjelke foran seg opp en rett bakke. Under hele forflytningen som er 8,0 m, bruker gutten den horisontale kraften 80 N på kjelken. . Kjelken har massen 8,0 kg. Vinkelen mellom bakken og forflytningen er 22 grader, bakken er 3 meter høy

a) Hvor mye øker den potensielle energien til kjelken i løpet av bevegelsen som er omtalt ovenfor?
Hvor stort arbeid gjør gutten på kjelken?
Kommenter forskjellen i de to svarene ut fra en energibetraktning
b) På toppen av bakken sender gutten kjelken utfor skrenten med en fart på 1,4 m/s.
Hva er kjelkens fart når den kommer ned til h = 0, se figur?

Alt dette er relativt lett, men det jeg lurer på er hvorfor den mekaniske energien er bevart i b). Vi har friksjon opp bakken og forskjell potensiell energi og arbeidet, og vil det ikke da være naturlig at energien ikke er bevart når vi skal regne ut farten i b) Kunne noen forklart dette til meg

[Dolandyret]

Hei, denne oppgaven fra mekanikk kapitlet traff meg litt.

Oppgaven lyder slik:
En gutt skyver en kjelke foran seg opp en rett bakke. Under hele forflytningen som er 8,0 m, bruker gutten den horisontale kraften 80 N på kjelken. . Kjelken har massen 8,0 kg. Vinkelen mellom bakken og forflytningen er 22 grader, bakken er 3 meter høy

a) Hvor mye øker den potensielle energien til kjelken i løpet av bevegelsen som er omtalt ovenfor?
Hvor stort arbeid gjør gutten på kjelken?
Kommenter forskjellen i de to svarene ut fra en energibetraktning
b) På toppen av bakken sender gutten kjelken utfor skrenten med en fart på 1,4 m/s.
Hva er kjelkens fart når den kommer ned til h = 0, se figur?

Alt dette er relativt lett, men det jeg lurer på er hvorfor den mekaniske energien er bevart i b). Vi har friksjon opp bakken og forskjell potensiell energi og arbeidet, og vil det ikke da være naturlig at energien ikke er bevart når vi skal regne ut farten i b) Kunne noen forklart dette til meg

Siden du ikke har oppgitt at det er friksjon i oppgaven, så må vi se bort fra det, og derfor vil energien være bevart. Hadde vi hatt friksjon ville jo noe av arbeidet som blir utført gått over til varmeenergi, og energien ville derfor ikke vært bevart. Siden varmeenergien fra en kjelke som sklir ned en bakke ikke kan utnyttes til noe, sier vi at energien ikke er bevart, men den er jo egentlig det.

EDIT: Så ja, det er naturlig at vi anser energien som ikke bevart, men i denne oppgaven går vi ut fra at den er bevart.

[Gjest]

Hei, denne oppgaven fra mekanikk kapitlet traff meg litt.

Oppgaven lyder slik:
En gutt skyver en kjelke foran seg opp en rett bakke. Under hele forflytningen som er 8,0 m, bruker gutten den horisontale kraften 80 N på kjelken. . Kjelken har massen 8,0 kg. Vinkelen mellom bakken og forflytningen er 22 grader, bakken er 3 meter høy

a) Hvor mye øker den potensielle energien til kjelken i løpet av bevegelsen som er omtalt ovenfor?
Hvor stort arbeid gjør gutten på kjelken?
Kommenter forskjellen i de to svarene ut fra en energibetraktning
b) På toppen av bakken sender gutten kjelken utfor skrenten med en fart på 1,4 m/s.
Hva er kjelkens fart når den kommer ned til h = 0, se figur?

Alt dette er relativt lett, men det jeg lurer på er hvorfor den mekaniske energien er bevart i b). Vi har friksjon opp bakken og forskjell potensiell energi og arbeidet, og vil det ikke da være naturlig at energien ikke er bevart når vi skal regne ut farten i b) Kunne noen forklart dette til meg

Siden du ikke har oppgitt at det er friksjon i oppgaven, så må vi se bort fra det, og derfor vil energien være bevart. Hadde vi hatt friksjon ville jo noe av arbeidet som blir utført gått over til varmeenergi, og energien ville derfor ikke vært bevart. Siden varmeenergien fra en kjelke som sklir ned en bakke ikke kan utnyttes til noe, sier vi at energien ikke er bevart, men den er jo egentlig det.

EDIT: Så ja, det er naturlig at vi anser energien som ikke bevart, men i denne oppgaven går vi ut fra at den er bevart.

Kommenter forskjellen i de to svarene ut fra en energibetraktning: Hva ville du sagt her=?

Det er jo friksjon oppover fordi arbeid

[Fysikkmann97]

Oppgave a og b er to forskjellige hendelser. I a) blir kjelken påvirket av flere krefter, selv om vi ser bort fra friksjon og luftmotstand. Vi vet at mekanisk energi er bevart når summene av kreftene kan skrives som F = mg, dvs. at bare tyngden gjør arbeid. Siden vi i a) har at både gutten og tyngden gjør ett arbeid, vil ikke vi kunne skrive resultantkraften som F = mg. Derfor er ikke mekanisk energi bevart, og økningen i potensiell energi kan man finne ved W = F*s = mgh (For å flytte en gjenstand opp h meter, må man gjøre ett arbeid på gjenstanden tilsvarende det tyngdekraften på gjenstanden multiplisert med høydenforskjellen.

I b) har vi at gutten setter seg på kjelken, og vi betrakter her kjelke og gutt som ett objekt. Massen er unødvendig siden man kan bruke bevaring av mekanisk energi og stryke massen. Du må her bare anta at det ikke er noe friksjon og luftmotstand. Ett annet aspekt er at friksjonen vil være mye mindre her, enn om du for eksempel hadde gjort det samme med en kloss ned en bakke på tørt føre.

[Gustav]

a) Det har ikke nødvendigvis noe med friksjon å gjøre. Forskjellen i arbeid og endring i potensiell energi kan komme av at kjelken har kinetisk energi på toppen.