Sentral og elastisk støt FY2

[Dunlen]

Heisann!

Sliter med å forstå denne oppgaven:

"En kule med masse 0,48 kg henger i en snor. Kula blir ført ut til siden og så sluppet. Når snoren er loddrett, treffer kula endeflaten av en kloss som ligger i ro. Kula er da kommet 1,5 m lavere."

Oppgave a) Hvor stor fart har kule når den treffer klossen?
Svar: Her bruker jeg ganske greit bevaring av mekanisk energi og får v1 = 5.4 m/s.

Oppgave b) Klossen har masse 2,5 kg. Klossen glir 0,65 m bortover gulvet før den stanser. Friksjonstallet er 0,20. Hvor stor fart fikk klossen ved sammenstøtet?

Her sliter jeg. Jeg har sett på å bruke bevaring av kinetisk energi og bevaring av bevegelsesmengde, men klarer ikke helt putte inn friksjonen noe sted og sitter igjen med flere ukjente uansett hvilken vei jeg går. Klarer ikke helt lage broen mellom bevaringslovene og det å sette opp krefter osv med bevegelsesligninger, da skyve/støtkraften er veldig kortvarig.

Hva er best måte å gå frem på her?

På forhånd takk,
Erik

[mikki155]

Tenk på klossen en infinitesimal tid etter kollisjonen. Hvilke krefter vil virke på den?
Tegn gjerne figur for deg selv så du kan se det enklere.

[Fysikkmann97]

Er vel ikke mulig å bruke bevaring av bevegelsesmengde her, da man ikke vet om kulen stopper opp, eller følger med klossen.

Men du har friksjonstallet som er 0,20 og massen. Da kan du finne friksjonskraften som er $R = \mu N = \mu * mg$ siden det er ingen bevegelse i y-retning
Videre har du at $a = \frac Rm$, og $v^2 = v0_2 + 2as$

Finner først akselerasjonen, som er negativ, siden det er i motsatt retning av fartsretning $a = - \frac {\mu mg}{m} = - \mu g = -0,20 * 9,81 = −1,962 m/s^2$

Vi vet at v = 0, så vi får $0 = v_0^2 + 2as \Leftrightarrow v_0 = \sqrt{-2as} = \sqrt{-2* -1,962 * 0,65} = 1,4831048513 = 1,5\, m/s$

[goobigofs]

Er vel ikke mulig å bruke bevaring av bevegelsesmengde her, da man ikke vet om kulen stopper opp, eller følger med klossen.

Men du har friksjonstallet som er 0,20 og massen. Da kan du finne friksjonskraften som er $R = \mu N = \mu * mg$ siden det er ingen bevegelse i y-retning
Videre har du at $a = \frac Rm$, og $v^2 = v0_2 + 2as$

Finner først akselerasjonen, som er negativ, siden det er i motsatt retning av fartsretning $a = - \frac {\mu mg}{m} = - \mu g = -0,20 * 9,81 = −1,962 m/s^2$

Vi vet at v = 0, så vi får $0 = v_0^2 + 2as \Leftrightarrow v_0 = \sqrt{-2as} = \sqrt{-2* -1,962 * 0,65} = 1,4831048513 = 1,5\, m/s$

Veldig grei gjennomgang - takker og bukker! Det var det med at vi ikke vet om kulen som stopper opp som gjorde det så vanskelig. Hvis vi skulle brukt bevaring av bevegelsesmengde så måtte vi visst tilstanden til klossen eller kulen etter støtet? (Hvis ikke får vi to ukjente).

Det vi også kunne gjort, er å sette [tex]\Delta E_k = W_f[/tex]

[mikki155]

Er vel ikke mulig å bruke bevaring av bevegelsesmengde her, da man ikke vet om kulen stopper opp, eller følger med klossen.

Men du har friksjonstallet som er 0,20 og massen. Da kan du finne friksjonskraften som er $R = \mu N = \mu * mg$ siden det er ingen bevegelse i y-retning
Videre har du at $a = \frac Rm$, og $v^2 = v0_2 + 2as$

Finner først akselerasjonen, som er negativ, siden det er i motsatt retning av fartsretning $a = - \frac {\mu mg}{m} = - \mu g = -0,20 * 9,81 = −1,962 m/s^2$

Vi vet at v = 0, så vi får $0 = v_0^2 + 2as \Leftrightarrow v_0 = \sqrt{-2as} = \sqrt{-2* -1,962 * 0,65} = 1,4831048513 = 1,5\, m/s$

Veldig grei gjennomgang - takker og bukker! Det var det med at vi ikke vet om kulen som stopper opp som gjorde det så vanskelig. Hvis vi skulle brukt bevaring av bevegelsesmengde så måtte vi visst tilstanden til klossen eller kulen etter støtet? (Hvis ikke får vi to ukjente).

Det vi også kunne gjort, er å sette [tex]\Delta E_k = W_f[/tex]

Nei, lineær bevegelsesmengde er ikke bevart. Det er fordi når kulen treffer klossen er ikke summen av krefter lik 0 på kulen, og som du vet er bevegelsesmengden proporsjonal med kraft gange tid. Det er det som er hele poenget med bevaring av bevegelsesmengde:

[tex]\vec{F} = 0 \Rightarrow \int_{t_0}^{t} d \vec{p} = \int_{t_0}^{t} \vec{F} dt = \textrm{konst}[/tex].

En størrelse som faktisk er bevart er drivkraften [tex]\vec{L} = \vec{r} \times \vec{p}[/tex] hvis du vil prøve å regne på det.