Ellipsebane og Pluto! FYSIKK

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

Svar
psir
Noether
Noether
Innlegg: 38
Registrert: 22/11-2006 19:58

Hei.

Planeten Plute går i en ellipsebane rundt Sone. Når den er nærmest Solen, er avstanden: 4,43 *10^12m, og farten er 6,23*10^3 m/s. Når den er lengst vekk fra solen, er avstanden 7,36*10^12. Hvor stor er farten da? Vi kan se bort fra virkningen fra de andre planetene.

M = solen's vekt: 1,99 *10^30kg
m = pluto's vekt: 0,005 *10^24kg
r1 = 4,43*10^12m , v1 = 6,23*10^3 m/s.
r2 = 7,36*10^12m , v2 = ? (finne farten i dette punktet!)

E1 = 1/2mv1^2 - (6,67*10^-11)*M*m / r1


Jeg er ganske sikker på at jeg FØRST skal finne den mekaniske energien i det punktet vi allerede vet farten og avstanden til. Og deretter må vi tenke at energien er konstant. Da kan vi sette E1=E2, og formellen blir slik:

E1 = 1/2mv2^2 - (6,67*10^-11)*M*m / r2.

Lengre enn dette kommer jeg altså ikke, jeg trenger hjelp! :cry:
Har seriøst 3 av disse type oppgaver i boken, og jeg klarer ikke en eneste av dem. Jeg er ganske sikker på at det er formellen jeg ikke klarer å omforme, men men. Vær så snill å vis hvordan dere ville gjort det!

Takker for gode svar! Hadde vært veldig fint om dere kunne vist utregningene! :D
Slux
Noether
Noether
Innlegg: 27
Registrert: 06/09-2007 20:19

Vet ikke om Matematikk.net har noe imot dette - i såfall beklager jeg, men fysikk.no er nok litt bedre for fysikkspørsmål ;)
psir
Noether
Noether
Innlegg: 38
Registrert: 22/11-2006 19:58

Det er jo matematikk selvom det er fysikk ....
De fleste som er erfarne forum "svarere" her er ganske flink i fysikk, etter min erfaring! hehe.

Er det ingen som har noen forslag?
Charlatan
Guru
Guru
Innlegg: 2499
Registrert: 25/02-2007 17:19

Regner med du kan formelen for å finne gravitasjonskraften som virker på pluto fra sola ved en gitt avstand og gitt masse.

La gravitasjonskraften når den er nærmest være [tex]g_1[/tex], farten være [tex]v_1[/tex] og avstanden være [tex]h_1[/tex], og tilsvarende når den er lengst unna med [tex]g_2,v_2,h_2[/tex]

Vi har at

[tex]\frac{1}{2}m(v_1)^2 + mg_1 h_1=\frac{1}{2}m(v_2)^2+mg_2 h_2[/tex]

Den eneste ukjente her er [tex]v_2[/tex], så vi isolerer:

[tex]v_2=\sqrt{(v_1)^2+2g_1 h_1 - 2g_2 h_2}[/tex]

Ok, jeg aner ikke hvordan man finner [tex]g_1[/tex] og [tex]g_2[/tex], men jeg er sikker på det er en formel i boka di, som sikkert inneholder gravitasjonskonstanten.

Hvis du finner [tex]g_1, g_2[/tex], er det bare å plotte inn for disse, [tex]v_1[/tex] og [tex]h_1[/tex] og [tex]h_2[/tex].

Håper dette blir riktig!

EDIT:

[tex]g=\frac{(6,67 \cdot 10^{-11}) \cdot M }{ r}[/tex]
Er dette formelen for gravitasjonskraften g som virker på et objekt r meter unna fra et objekt med masse M og gravitasjonskonstanten [tex]G=6.67 \cdot 10^{-11}[/tex]?

Er det slik at massen [tex]M = m_1 + m_2 [/tex]hvor [tex]m_1[/tex] og [tex]m_2[/tex] er henholdsvis solas og plutos masse som man skal putte inn i formelen?

Hvis det er slik, kan du erstatte [tex]g_1[/tex] og [tex]g_2[/tex] med henholdsvis [tex]\frac{(6,67 \cdot 10^{-11}) \cdot (m_1+m_2)}{h_1}[/tex] og [tex]\frac{(6,67 \cdot 10^{-11}) \cdot (m_1+m_2 )}{h_2}[/tex]

EDIT EDIT: Jeg tror at dette kanskje ble feil. Løsningsforslaget mitt antyder at [tex]v_1=v_2[/tex]
SUPLOLZ
Cantor
Cantor
Innlegg: 116
Registrert: 15/02-2007 21:38
Sted: Stavanger

Mekanisk energi bevart fordi tyngden til sola er det eneste som utfører et arbeid.:

[tex] \frac{1}{2}m(v_1)^{2} - \gamma\frac{Mm}{r_1} = \frac{1}{2}m(v_2)^{2} - \gamma\frac{Mm}{r_2} [/tex]

Vi kan stryke massen til pluto, som er liten m. [tex]v_2[/tex] er den ukjente i dette tilfellet. De andre verdiene er kjent, så da er det bare å løse likningen rett frem.
psir
Noether
Noether
Innlegg: 38
Registrert: 22/11-2006 19:58

Fasit svaret er: 3,87 km/s.

Ja du har rett der superlolz, men jeg tenkte på en "RETT frem formell"
Som sier: v2 = .... osv
SUPLOLZ
Cantor
Cantor
Innlegg: 116
Registrert: 15/02-2007 21:38
Sted: Stavanger

Syns det bare blir rot med det. Det er så mye greiere bare å sette inn tallene først.
Svar