Fysik 2 (uppdrag 1) Nya

bc1af5cc1f6c7976e1974909f77e6e01

Den här uppgiften ska du lösa experimentellt. Leta upp en gungbräda i närheten. Ta med måttstock eller något att mäta avstånd med. Ta med 1, 2 eller 4 kompisar och försök att få gungbrädan i jämvikt. Redovisa noga dina mätdata och dina beräkningar med alla krafter och avstånd noga inritade i din figur. Beroende på hur du löser uppgiften kan du hamna på tre olika bedömningsnivåer.                                                                      EB+P+K+Ex/CB+P+K+Ex/AB+P+K+Ex

Nivå 1 – två personer

Nivå 2 – tre personer

Nivå 3 – fem personer

Om du inte hittar en gungbräda kan du exempelvis genomföra uppgiften med en linjal och några suddgummin. För högre bedömningsnivåer ska upphängningspunkten(stödet) under linjalen inte placeras i mitten av linjalen.

Svar: Det vi försöker beskriva är rotationsjämvikten när två föremål/personer sitter olika långt ut på gungbrädan och därmed påverka vridpunkten på gungbrädan med varsitt motriktat kraftmoment (lika stora) för att hålla gungbrädan rak och jämn. 

Jag är på resande fot och har därmed begränsat med material och hjälp av personer på plats. Det jag gjort för att lösa uppgiften är att anta ett hypotetiskt fall med min och dotterns vikt för att beräkna vart jämvikten skulle uppnåtts och därefter rita ut vilka krafterna som påverkar. 

  • Vikt (person 1): 83 kg
  • Vikt (person 2): 12 kg
  • Avstånd från mitt (person 1): X
  • Avstånd från mitt (person 2): 3 m

Vi antar att vi båda sitter på en gungbräda och där dottern sitter 3 m åt vänster från mitten (upphängningspunkten) och jag siter X m åt höger från mitten. Det vi vill börja med är hur långt ut jag hade behövt sitta för att uppnå jämvikt. 

Vi börjar med att räkna ut med vilken kraft min dotter påverkar gungbrädan genom 

  • F = mg 
  • 12 x 10 = 120 N

Jag påverkar gungbrädan med en kraft om
83 x 10 = 830 N

I och med att det är kraftmomenten vi eftersöker behöver vi ta hänsyn till längden genom M = Fl. Där M är uttrycket för kraftmoment och l är avståndet från mitten. 

Vi börjar med att räkna ut M för person två enligt nedan. 

  • M = Fl
  • 120 N x 3 m = 360 Nm

Som ovan nämnt måste kraftmomenten på vardera sida vara lika stora för att brädan inte ska rotera därmed gäller

M (person 1) = M (person 2)

Och vi kan därför översätta det vi räknat fram ovan till:

Det vill sägas att person 1 behöver sitta 0,43 m från mittpunkten för att jämvikt ska råda. Se bilaga 1 för ritad figur.

Uppgift 2

Titta i en instruktionsbok till en bil (om du inte har tillgång till en bil så hittar du instruktionsböcker på nätet) och ta reda på hur hårt ska hjulbultarna dras åt. Du skall dra åt dina hjulbultar med en hylsnyckel. Mät eller uppskatta hylsnyckelns hävarm. Med hur stor kraft måste du minst dra?  Redovisa noga dina mätdata och rita en figur eller ta en bild på situationen.                                                                                 EB+P+I+Ex/0/0     

En Teslas hjulbultar ska enligt uppgift dras åt med ett moment om 170 Nm och vi antar att vi drar åt med en hylsnyckel som har en arm om 22,5 cm. Vi använder oss av samma formel som vi använt ovan M =  Fl

Det gäller därmed för oss att lösa ekvationen

Moment som krävs bör uppgå till 755 N. Se bilaga 2 för bild. (längst ner)

Uppgift 3 

En kula skjuts upp med hastigheten 22 m/s och kastvinkeln 27o.
Hur stor är kulans hastighet i kastbanans högsta punkt? Bortse från luftmotstånd. 
 EB/0/0

Svar: I och med att hastigheten i y-led är 0 vid kulans högsta punkt bör vi i sådana fall räkna fram kulans hastighet i x-led. 

Hastigheten i x-led är konstant under hela kulans rörelse då det saknas en kraft som accelererar kulan i det ledet. Vilket skiljer sig mot y-led som påverkas av gravitationen. 

Hastigheten i x-led uppgår till 19,6 m/s. Se bilaga 3 för beräkning. 

_________________________________________________________________________

Uppgift 4

En flaggstång väger med flagga 53 kg. Flaggstången är 8,4 m lång. Flaggstången är fäst vid väggen dels vid punkten A, dels med en horisontell lina som går från flaggstångens översta ände. Tyngdpunkten hos flaggstång och flagga finns i stången 5,0 m från punkten A. Vinkeln mellan stången och väggen är 45 grader som figuren visar.
Bestäm kraften i linan.  

_________________________________________________________________________________

Uppgift 5

Peter stod i bussen, som körde med hastigheten 25 m/s på en rak horisontell väg, så han vågade plocka upp sina mynt i handen för att räkna dem. När han hade ett tiokronorsmynt kvar i handflatan bromsade busschauffören så att myntet flög iväg längs mittgången. Peter själv hann få tag i en stolpe. Vid inbromsningen utsattes bussen för en acceleration med storleken 2,3 m/s2. Peters mynt lämnade hans hand 1,5 m ovanför bussgolvet.
Hur långt från Peters hand träffade myntet golvet på bussen?                       

0/ CB / AB+P+K

Skärmavbild 2020-01-03 kl. 15.55.04

Vi börjar med att beräkna tiden som myntet färdas innan det faller med formeln 

s = gt2/2

Där s är sträckan 1,5 m, g tyngdaccelerationen (sätts till 10 m/s2) och t är falltiden som vi eftersöker.

  • 1,5 = 10 x X2 / 2
  • 3 = 10x2
  • 0,3 = x2
  • 0,55 = x

Myntet färdas i 0,55 s

I och med att det färdas i hastigheten 25 m/s i en tid om 0,55 s kan vi räkna fram att myntet färdats en sträcka om 13,75 m. 

Jag tänker mig att vi behöver räkna hur långt myntet färdats relativt dess omgivning, i detta fall bussen som får en inbromsning och utsätts för en negativ acceleration om 2,3 m/s2 och jag använder därmed nedan formel för att räkna ut sträckan vid beaktandet av den negativa accelerationen. 

Skärmavbild 2020-01-03 kl. 15.55.12

Vilket översätts till nedan när vi matar in våra värden

-2,3 x 0,552 / 2 + 25 x 0,55 = 13,4 m

Skillnaden mellan bussens sträcka och myntets sträcka 0,35 m (13,75 – 13,4). Myntet har därmed färdats i 0,35 m. 

Bilaga 1

Skärmavbild 2020-01-03 kl. 15.55.38
Skärmavbild 2020-01-03 kl. 15.55.59

 

Skärmavbild 2020-01-03 kl. 15.56.18

Publicerad av Joe

Hey! Vanlig kille i Svealand som studerar lite ämnen i samband med jobb för att till HT16 fortsätta med högskolestudier. Är varken överambitiös eller avdankad, hamnar där mitt emellan. Thats it!

3 reaktioner till “Fysik 2 (uppdrag 1) Nya

  1. Hej, har du gjort fel i denna uppgiften? Du har inte räknat med hypotenusan för att få fram rätt hävarm för moment 1? Du har glömt att lägga in mg* 5 * sin (45), alltså femman, för hypotenusan?

    Gilla

  2. Hej, har du gjort fel i denna uppgift 4? Du har inte räknat med hypotenusan för att få fram rätt hävarm för moment 1? Du har glömt att lägga in mg* 5 * sin (45), alltså femman, för hypotenusan?

    Gilla

  3. Hej
    Väldigt tacksam för allting som du har gjort och delat. Det har verkligen hjälp mycket och du har inspirerat mig att på något sätt också dela all arbete som jag har gjort när jag är klar med pluggandet. En liten undring bara, har du andra uppdragen för fysik 2? för det finns bara två st som är för året 2020. Det skulle uppskattas mycket om du har tid och lägga upp dem, om du har dem.

    Med vänliga hälsningar
    agk

    Gilla

Lämna ett svar till alexkuriboh Avbryt svar

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com-logga

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s

%d bloggare gillar detta: