Kloss på roterende plattform

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.

Moderators: Aleks855, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa, DennisChristensen, Emilga

Post Reply
kakashi3
Fibonacci
Fibonacci
Posts: 2
Joined: 23/04-2013 13:59

Hei! Trenger litt hjelp med en oppgave:

"En liten kloss er plassert på en horisontal, roterende plattform med diameter 0,305 m. Dersom
plattformen roterer med 30,0 omdr/min, så vil klossen rotere med plattformen uten å gli forutsatt at
klossen ikke ligger mer enn 0,140 m fra omdreiningsaksen.
a) Hva er koeffisienten for statisk friksjon mellom kloss og plattform?
b) Hvor langt fra aksen kan klossen plasseres uten å gli hvis plattformen roterer med
hastigheten 45,0 omdr/min?"

Vi har da at farten (v) til klossen er gitt ved:
[tex]\large v = \frac{omkrets}{omlopstid}= \frac{2\cdot 0,140m\cdot \pi }{2s}= 0,440\tfrac{m}{s}[/tex]

Og sentripetalakselerasjonen (a) er da gitt ved:
[tex]\large a= \frac{v^{2}}{r} = \frac{(0,440\tfrac{m}{s})^{2}}{0,140m} = 1,38\tfrac{m}{s^{2}}[/tex]

Vi skal finne friksjonstallet [tex]\large \mu[/tex].


Det finnes en post her på matematikk.net med akkurat samme oppgave (link), der et svar var:
Morsom oppgave

Du må først finne farten til klossen:
[tex]30,0omdr/min=0,5omdr/sek[/tex]
[tex]v = 2\pi \cdot 0,140m \cdot 0,5s^{-1} = 0,440m/s[/tex]


Videre vil friksjonen virke i motsatt retning av sentripetalakselerasjonen, slik at:
[tex]m\cdot \frac{v^{2}}{r} = \mu mg[/tex]
[tex]\mu = \frac{v^{2}}{gr}[/tex]

Det virker ikke logisk at friksjonskraften virker i motsatt retning av sentripetalakselerasjonen... Har de ikke samme retning?
Han mener også at friksjonskraften er lik kraftsummen, og kan derfor utlede formelen for friksjonstallet.

Det jeg ikke skjønner (trenger hjelp til å forstå) er hvorfor friksjonskraften er lik kraftsummen: [tex]\large R = \Sigma F = ma[/tex]

Takker på forhånd! :D
kakashi3
Fibonacci
Fibonacci
Posts: 2
Joined: 23/04-2013 13:59

Kan svaret være så enkelt som:
Normalkraften (N) og tyngdekraften (G) utjevner hverandre, og vi ser bort fra dem. Vi har en kraft (F) som trekker klossen fra sentrum av plattformen, og siden klossen ligger i ro (roterer med plattformen) er det en friksjonskraft (R) som er større en F i motsatt retning. Siden kraftsummen alltid har samme retning som akselerasjonen, og akselerasjonen har retning mot sentrum av sirkelbevegelsen, OG at den eneste kraften som virker mot sentrum er friksjonskraften (R), så må friksjonskraften (R) være lik kraftsummen.

Jeg sliter litt med å få hodet rundt dette, da farten (v) hele tiden står vinkelrett på sentripetalakselerasjonen og kraftsummen (hvordan kan kraften F trekke parallelt med kraftsummen i motsatt retning -- er det bare en x/y-komponent av en annen kraftvektor?)

Tror likevel det må være rett... Post et svar om du vet jeg har rett/feil! :P
Post Reply