Fysikkhjelp!

[Guest]

Jeg sitter virkelig fast på to oppgaver, kan noen hjelpe meg?

Oppgave 1
En kule med masse 50g henger i en masseløs snor fra taket inne i en bil. Bilen akselerer langs et horisontalt underlag, kula svinger ut og danner vinkelen [tex]18^{\circ}[/tex] med loddelinja.
Hva er akselerasjonen til bilen?

Dette har jeg tenkt:
Mener dette er formelen jeg skal bruke:
[tex]M=rF sin\varphi[/tex] der [tex]a=r sin\varphi[/tex]

og [tex]sin\varphi[/tex] blir [tex]sin 18^{\circ}[/tex]


Oppgave 3
Dersom den ytre radien i denne ringen er 60,0 meter hva bør omløpstiden være dersom en astronaut skla oppleve en tyngdekraft lik den på jorda?

(Hint: når vi har føttene plassert på et underlag er det ikke tyngdekraften i seg selv vi opplever, men heller kraften fra underlaget på føttene våre)

Dette har jeg tenkt:
Tyngdekraften på jorda er [tex]9,81 N/kg[/tex]

Mener jeg skal bruke denne formelen:
[tex]T=\frac{2r\pi}{\sqrt{ar}}[/tex]

Hvis jeg så langt har tenkt riktig så vet jeg ikke hvordan jeg skal regne ut akselerasjonen når jeg har så lite opplysninger

[Fysikksvar]

Krafta som akselererer kula = F[tex]_{res}[/tex] = G * tan( 18 grader )

Finn akselerasjonen a til bilen.

Sett frå bakken har bilen same akselerasjon som kula.

Kraftlova gir

a = F[tex]_{res}[/tex]/m = G * tan( 18 )/m = g * tan( 18 ) = 3.2 m/s[tex]^2[/tex]

[Guest]

Krafta som akselererer kula = F[tex]_{res}[/tex] = G * tan( 18 grader )

Finn akselerasjonen a til bilen.

Sett frå bakken har bilen same akselerasjon som kula.

Kraftlova gir

a = F[tex]_{res}[/tex]/m = G * tan( 18 )/m = g * tan( 18 ) = 3.2 m/s[tex]^2[/tex]

Så man trenger ikke å bruke kulens masse for å regne ut dette? Eventuelt er det andre måter å regne det ut? Syns denne var litt vanskelig å forstå

[Fysikksvar]

Krefter som verkar på kula: Snordraget (S ) og tyngda (G ).

Når du summerer desse kreftene ( teikn eit vektordiagram ) , vil du sjå at S og G dannar høvesvis hypotenusen
og eine kateten i ein rettvinkla trekant. Den andre kateten representer vektorsummen( F[tex]_{res}[/tex] ) av S
og G. Ut frå denne figuren (rettvinkla trekant ) ser vi at F[tex]_{res}[/tex]/G = tan ( 18 grader ) som gir

F[tex]_{res}[/tex] = G * tan ( 18 ) ( tangens til spiss vinkel i rettvinkla trekant er lik forholdet mellom motståande og hosliggjande katet )

[Guest]

Okei skjønner takk!

Kan du hjelpe meg med den andre oppgaven også?

[Fysikksvar]

Er usikker på om eg skjønar problemet full ut ( figur manglar ), men eg går ut frå at astronauten sit på den ytste ringen ( r = 60 m )og at denne roterer med konstant banefart ( v ). Da vil astronauten oppleve ei sentripetalkraft frå underlaget
som genererer "kunstig " tyngde .

Astronauten opplever "normal " tyngde når sentripetalakselerasjonen ( a[tex]_s[/tex] = v[tex]^2[/tex]/r ) er lik tyngdeakselerasjonen her på jorda ( g = 9.8 m/s[tex]^2[/tex] )

Finn omløpstida T.

a[tex]_s[/tex] = v[tex]^2[/tex] /r = ((2*pi*r)/T)[tex]^2[/tex]/r som gir

T = 2*pi * rota av ( r/a[tex]_s[/tex])

Sett a[tex]_s[/tex] = g inn i formelen ovanfor , og du har svaret !

[Guest]

Er usikker på om eg skjønar problemet full ut ( figur manglar ), men eg går ut frå at astronauten sit på den ytste ringen ( r = 60 m )og at denne roterer med konstant banefart ( v ). Da vil astronauten oppleve ei sentripetalkraft frå underlaget
som genererer "kunstig " tyngde .

Astronauten opplever "normal " tyngde når sentripetalakselerasjonen ( a[tex]_s[/tex] = v[tex]^2[/tex]/r ) er lik tyngdeakselerasjonen her på jorda ( g = 9.8 m/s[tex]^2[/tex] )

Finn omløpstida T.

a[tex]_s[/tex] = v[tex]^2[/tex] /r = ((2*pi*r)/T)[tex]^2[/tex]/r som gir

T = 2*pi * rota av ( r/a[tex]_s[/tex])

Sett a[tex]_s[/tex] = g inn i formelen ovanfor , og du har svaret !

Tok bare deler av oppgaveteksten da resten var så og si bare en beskrivelse av en film, men her er hele:

I filmen The Martian med Matt Damon i hovedrollen er Matt Damon på forskerferd på Mars sammen med en rekke andre astronauter. Damon blir under uheldige omstendigheter forlatt på Mars, mens resten av gjengen drar sin kos i romskipet Hermes i den tro om at han er død. Da de får nyss at Matt er i livet, reiser de tilbake for å redde han.

Romskipet Hermes består blant annet av en ringformet struktur som snurrer rundt romskipets lengdeakse, se bildene. (får ikke til å laste opp bilde, men er et ekte bilde at et ringformet romskip, uten noe mer) Hensikten med denne ringen er at astronautene skal kunne oppholde seg der for å oppleve kunstig gravitasjon, siden de ellers er vektløse (vi tenker oss at romskipet har mer eller mindre konstant rettlinjet fart og at det befinner seg langt unna noen planeter som kan påvirke med sin gravitasjonskraft)

Hva vil [tex]a_s[/tex] være/stå for?

Så svaret blir 15,5 s?

[Guest]

Finn omløpstida T.

a[tex]_s[/tex] = v[tex]^2[/tex] /r = ((2*pi*r)/T)[tex]^2[/tex]/r som gir

T = 2*pi * rota av ( r/a[tex]_s[/tex])

Sett a[tex]_s[/tex] = g inn i formelen ovanfor , og du har svaret !

Er det riktig at det er slik formlene ser ut ?
[tex]a_s=\frac{v^2}{r} = \frac{(\frac{2\pi r}{T})^2}{r}[/tex]

[tex]T=2\pi\sqrt{\frac{r}{a_s}}[/tex]

[Fysikksvar]

Er du usikker på om formelen stemmer ? Da kan du fjerne tvilen ved å gjennomføre ein enkel og rask einingskontroll .

Omløpstida( T ) mælast i sekund ( SI-systemet ). Det betyr at viss formelen er rett , så skal kvadratrota av
( radius/akselerasjon) kome ut med eininga sekund. Stemmer det ?

[Guest]

Er du usikker på om formelen stemmer ? Da kan du fjerne tvilen ved å gjennomføre ein enkel og rask einingskontroll .

Omløpstida( T ) mælast i sekund ( SI-systemet ). Det betyr at viss formelen er rett , så skal kvadratrota av
( radius/akselerasjon) kome ut med eininga sekund. Stemmer det ?

Nei ikke direkte usikker på om formelen stemmer, var mer for å dobbeltsjekke at jeg hadde forstått det riktig, siden du skrev de som tekst

Tusen takk for hjelpa !

[RandomDude]

For første oppgaven (ballen i taket) kan du bruke eksempelet på side 403 i fysikkboka uten friksjonskrefter og luftmotstand.

Summen av gravitasjonskrefter - luftmotstand - friksjon = summen av krefter = ma

Skrevet relevant for denne oppgaven:

G = ma, hvor G = g*m*tan(18) = m*a

forkorter m og får:

a = g*tan(18) = 9,81*tan(18) = 3,2 m/s

[RandomDude]

Når det gjelder oppgaven med omløpshastighet er denne ganske enkel.

For at tyngdekraften skal være lik jorden må akselerasjonen være lik 9,81 m/s^2, og siden den spinner rundt må banefarten være konstant.

I formelsamlingen (side 28) står sentripetalakselerasjonsligningen. VI ønsker å få "T" alene, og kan gå frem slik:

a = 4pi^2r / T^2
9,81 = 4*60*pi^2 / T^2

T^2 = 240pi^2 / 9,81

Regn ut, så får du T = 15,5s.