Spørsmål om Newtons lover og et forsøk!

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

Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Heisann,

Jeg jobber på spreng for å stå på eksamen, så jeg håper jeg kan få stille noen spørsmål jeg normalt skulle fått til på egen hånd med god tid. :)

Først ønsker jeg å spørre om et forsøk jeg gikk gjennom på labøvelse i dag, men ikke er sikker på om jeg forstår 100%. Forsøket lyder som følger:

Vi skal se nærmere på Newtons 3. lov og studere de kreftene som virker mellom et lodd og en brevvekt.

Vi henger et lodd med masse 0,200 kg i en kraftmåler og senker loddet ned mot en brevvekt. Når loddet kommer i kontakt med brevvekten, senker vi kraftmåleren enda et stykke ned slik at utslaget på kraftmåler blir litt mindre.

I denne stillingen av kraftmåleren med lodd leser vi av utslaget S på kraftmåleren og utslaget Mv på brevvekta. Brevvekta virker med kraften N på loddet, mens loddet virker med kraften N* på brevvekta.

1. Ta utgangspunkt i kreftene som virker på loddet for å regne ut kraften N.

2. Sett g = 9,81 m/s^2 og regn ut kraften N*.

3. Sammenlign N og N*. Hva finner du?

4. Formuler Newtons 3. lov. Er Newtons 3. lov blitt bekreftet ved målingene dine?

5. Kan vi ved målinger som dette bevise Newtons 3. lov?
Aleks855
Rasch
Rasch
Innlegg: 6588
Registrert: 19/03-2011 15:19
Sted: Trondheim
Kontakt:

Du spesifiserer ikke hva du trenger hjelp med? Har du gjort forsøket?

1: Er bare et premiss.

2: N* = mg

3: Her må du sammenlikne resultatene du får.

4: Vel... Her må du konkludere med testen du har utført.

5: Ja. Det at loddet ikke faller gjennom vekta er et ganske godt tegn på at Newton's 3. er i effekt.
Bilde
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Læreren sa at vi kunne droppe punkt to og vi kunne lese av direkte på kraftmåleren i gram og droppe omregning til Newton. Noen kommentarer på det?

Vi leste av utslaget S på kraftmåleren = 75 g og Mv = 125 g.

Fra Newtons 1. lov vet vi at summen av alle kreftene som virker på en gjenstand er null når gjenstanden er i ro eller i bevegelse med konstant fart langs en rett linje.

Vi velger positiv retning oppover. Da blir S + N - G = 0

Da får vi N = G - S <--> 200 g - 75 g = 125 g

Dette var alt læreren gjorde.

Det er vel spørsmål 1. jeg egentlig er litt i tvil om.

Hva slags krefter er det som virker her. Vi har G som er tyngden fra loddet, 0,200 kg eller 1,96 N.

Og så er det N. Dette er vel normalkraften fra brevvekten som virker på loddet. Denne finner vi fra formelen læreren viste.

Og så er det S. Er dette trekkraften fra kraftmåleren eller snordraget?

Men er det bare disse kreftene som virker her? Hva med motkrefter? Blir ikke de inkludert i regnestykket?

Og er formålet å vise at regnestykket med vektorkreftene gir det samme som avlesningen av vekten?

Det er mulig jeg rabler fælt nå, men jeg er superstresset og tenker ikke klart. :) :) :)
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Aleks855 skrev:Du spesifiserer ikke hva du trenger hjelp med? Har du gjort forsøket?
Se rablingen min under. :)
Aleks855
Rasch
Rasch
Innlegg: 6588
Registrert: 19/03-2011 15:19
Sted: Trondheim
Kontakt:

Husk at normalkraften her ER motkraften. Den generelle formelen for N er [tex]N = mg\cos(\theta)[/tex], og hvis snora er helt loddrett, så er det bare [tex]N = mg[/tex].

Kreftene som virker på loddet er tyngdekrafta og normalkrafta. Disse vil være like her, siden loddet står i ro.
Bilde
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Hvilke krefter er det egentlig som virker da?

Læreren min brukte ligningen S + N - G = 0.

Motkraften til N blir jo N*, blir ikke det? Den er oppført på tegningen under N.

Så står G ved siden av som en separat kraft. Er ikke G tyngden av loddet?

Husk at loddet ikke hviler totalt på vekten, kun 125 g etter eksempelet.

Og så tror jeg S er tegnet inn oppover, men det er en dårlig tegning.
Aleks855
Rasch
Rasch
Innlegg: 6588
Registrert: 19/03-2011 15:19
Sted: Trondheim
Kontakt:

Ser jeg har oversett en del av oppgaven; delen med snora.

Ja, da er det slik at både N og S fungerer på loddet med en oppovergående kraft.

Og som du har konkludert, så betyr dette at så lenge loddet henger/står i ro, så er summen av alle kreftene lik 0, og likninga di stemmer, gitt at positiv retning er oppover.

Og jo, G er tyngden av loddet, gitt ved G = mg.

Kraften som loddet virker på vekta med, blir da 0.125gram * -9.81m/s^2

S skal være oppover, ja. Den drar jo loddet oppover, selv om loddets tendens er å reise nedover.
Bilde
Hoksalon
Ramanujan
Ramanujan
Innlegg: 265
Registrert: 03/08-2010 22:12

Johan Nes skrev: 5. Kan vi ved målinger som dette bevise Newtons 3. lov?
Bare en liten kommentar:

Man beviser ikke en lov. En lov er blitt til etter en rekke empiriske forsøk, slik som dette. Man bekrefte altså bare det loven sier.
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Aleks855 skrev:Ser jeg har oversett en del av oppgaven; delen med snora.

Ja, da er det slik at både N og S fungerer på loddet med en oppovergående kraft.

Og som du har konkludert, så betyr dette at så lenge loddet henger/står i ro, så er summen av alle kreftene lik 0, og likninga di stemmer, gitt at positiv retning er oppover.

Og jo, G er tyngden av loddet, gitt ved G = mg.

Kraften som loddet virker på vekta med, blir da 0.125gram * -9.81m/s^2

S skal være oppover, ja. Den drar jo loddet oppover, selv om loddets tendens er å reise nedover.
Ok, så det er bare tre krefter som virker på lodd og brevvekt? G tyngden av loddet, S trekkraften fra snora og N normalkraften fra til loddet?

Motkraften N* er ikke med i regnestykket?

Når det gjelder oppgaven, så leser vi av vekten S = 75 g og mv = 125 g.

Vi vet at N er normalkraften til loddet og at N* er motkraften som viser samme utslag på brevvekten.

Vi bruker Newtons 1. lov og setter opp ligningen S + G - G = 0.

Vi vet at G = 200 g.

Da blir N = 200 - 75 = 125 g.

Vi får samme svar som vi leser av på brevvekten.

Med andre ord har vi verifisert/bekreftet både Newtons 1. og 2. lov her? Er dette formålet med forsøket? :) :) :)
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Anyone? Har jeg forstått forsøket rett? :)

Hoksalon skrev:
Johan Nes skrev: 5. Kan vi ved målinger som dette bevise Newtons 3. lov?
Bare en liten kommentar:

Man beviser ikke en lov. En lov er blitt til etter en rekke empiriske forsøk, slik som dette. Man bekrefte altså bare det loven sier.
Takk! Noterer meg den. :)
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Har jeg forstått forsøket rett?

Dette er vel barnemat for dere som er flinke, så jeg hadde satt pris på litt hjelp her. :)
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

:( :(
Vektormannen
Euler
Euler
Innlegg: 5889
Registrert: 26/09-2007 19:35
Sted: Trondheim
Kontakt:

Ser ut som du har det meste rett i den siste oppsummeringen din ja :). (Men du mente vel S + N - G = 0, ikke S + G - G = 0?)

Edit: så ikke det nederste du skreiv der. Nei, poenget her er såvidt jeg ser å bekrefte Newtons 3. lov, altså at normalkraften N faktisk er lik motkraften N* som vekta opplever. Det du har gjort her kan ikke brukes til å bekrefte Newtons 1. og 2. lov, her har du jo faktisk tvert i mot brukt disse to i utregningene
Elektronikk @ NTNU | nesizer
Johan Nes
Fermat
Fermat
Innlegg: 705
Registrert: 23/01-2012 12:56

Takker, Vektormannen!

Ja, jeg brukte de lovene under utregningen, men ettersom det gav samme resultat tenkte jeg at det var med på å bekrefte de også, men da dropper jeg det.

Holder på med noe annet akkurat nå (stresset), men skal se over det en gang til.

Ja, jeg skrev G to ganger der, så det var feil.

Men hva med motkrefter? Teller ikke de med?
Vektormannen
Euler
Euler
Innlegg: 5889
Registrert: 26/09-2007 19:35
Sted: Trondheim
Kontakt:

Det kommer an på hva du mener med at motkreftene teller med? Hvis du skal tegne en figur av hvilke krefter som virker på et objekt så skal du kun ta med kreftene som virker på det. Motkreftene virker jo fra objektet og på andre ting (f.eks. G* som virker fra loddet og på jorda, eller N* som virker fra loddet og på brevvekten). Hvis det er å bruke Newtons 2. lov du tenker , så må du heller ikke da ta med motkreftene. Hadde du gjort det ville jo kraftsummen blitt 0.
Elektronikk @ NTNU | nesizer
Svar