Fysikk 1 - Mekanisk energi og arbeid

[PeterGriffin]

En heis med massen 800 kg er på vei oppover. Draget i heisvaieren er 9200N. Friksjonen virker mot bevegelsen og er 100N. Heisen akselererer på en strekning lik 3,0m.

c) Hva er endring i E(k) etter 3,0 m?

B) oppgaven var å finne E(p) etter 3,0m, og det er jo bare å regne ut m*g*h.

E(k) er verre, da vi ikke har farten heisen har etter 3,0m.

Prøvde først med at Summen av kreftene = 9200N-100N = m*a.
Delte på m, og fant en akselerasjon på tilnærmet 11 m/s^2, noe som virker litt vel spenstig for en heis

Her er det jeg blir forvirret: Arbeidet summen av kreftene utfører er jo lik endring i kinetisk energi. 9100N * 3,0m = 27,3kJ.
Da skal endring i kinetisk energi være 27,3kJ være svar på oppgaven. Men fasit sier 3,8kJ.

Når jeg tar 27,3kJ - 23,5kJ (som er E(p) etter 3,0m) får jeg 3,8kJ.

Men dette skal jo ikke gå an siden tyngekraften ikke er eneste arbeidende kraft her? Eller må vi se på vaieren som en omvendt tyngdekraft?

Tilslutt: d) Delta E(p) + Delta E(k) er forskjellig fra 0. Hvorfor det?

[Vektormannen]

Husk at [tex]W[/tex] er arbeidet gjort av alle kreftene som virker, også tyngdekraften.

edit: leste innlegget galt i sted.

[PeterGriffin]

Men ser du hva som er galt her?

Hvorfor blir E(k) - E(p) etter 3,0m riktig svar? Er det fordi vi må se på heisvaieren som "omvendt" tyngdekraft i heisoppgaver, der kraften går loddrett oppover?

[Vektormannen]

Grunnen er at [tex]\Delta E_k = W[/tex], der [tex]W[/tex] er arbeidet som kraftsummen [tex]9200N - 100N - mg[/tex] utfører.

[PeterGriffin]

Kan du forklare hvorfor vi må trekke fra tyngdekraften her?

Det skjønner jeg ikke.

[Vektormannen]

Tyngdekraften er jo en av kreftene som virker. Hvis et objekt starter i ro og beveges av en sum av krefter over en viss strekning, får det en kinetisk energi som er lik arbeidet som summen av kreftene utførte. Her virker det tre krefter på heisen: snordraget, friksjonen og tyngdekraften.

[PeterGriffin]

Ok, så det er rett og slett fordi tyngdekraften virker mot positiv fartsretning at vi her må trekke den fra? Ref. N2 Lov om at summen av kreftene = T-R ?

Jeg tenkte ikke over at vi måtte trekke fra noen annen kraft når friksjonskraften stod spesifikt oppgitt i oppgaven.

Takker for svar God hjelp!

[Vektormannen]

Det stemmer. Summen av kreftene blir her [tex]\Sigma F = T - R - G[/tex].

På VGS bruker man også begrepet mekanisk energi en del. Den mekaniske energien her er summen av potensiell energi (i tyngdefeltet) og kinetisk energi. Det kan være at forklaringen ovenfor var litt forvirrende av den grunn. Når bare tyngdekraften virker så er den mekaniske energien bevart, dvs. at den er lik til en hver tid. Når det derimot virker andre krefter enn bare tyngdekraften, slik som i denne oppgaven, så vil endringen i den mekaniske energien være lik arbeidet som disse kreftene (dvs. kreftene utenom tyngden) utgjør. Da har vi i dette tilfellet at [tex]\Delta E = \Delta E_p + \Delta E_k = (T - R) \cdot 3m[/tex]. Men merk deg at denne ligningen sier akkurat det samme, siden [tex]\Delta E_p = G \cdot 3m[/tex]. Da får vi [tex]\Delta E_k = (T - R - G) \cdot 3m[/tex].

[PeterGriffin]

Skjønner:) Takk.