Kinematikk i to og tre dimensjoner

Like dokumenter
Kinematikk i to og tre dimensjoner

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Vår 2004 Ordinær eksamen

Newtons lover i én dimensjon (2)

Newtons lover i én dimensjon

Newtons lover i én dimensjon

Newtons lover i én dimensjon

Newtons lover i én dimensjon (2)

Newtons lover i én dimensjon (2)

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

UNIVERSITETET I OSLO

2x 3 4/x dx. 2 5 x 3 + LF: Vi utfører polynomdivisjon. 2x + 1 dx = + C = 5x8/ ln 2x C 4. πx 2 e 3x3 dx = π

Newtons lover i én dimensjon (2)

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 8. a =

Norsk Fysikklærerforening Norsk Fysisk Selskaps faggruppe for undervisning

dx = 1 2y dy = dx/ x 3 y3/2 = 2x 1/2 + C 1

UNIVERSITETET I OSLO

Brøkregning og likninger med teskje

Fiktive krefter

Fiktive krefter

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 8. a = e m E

FYS 105 Fysikk Ordinær eksamen vår 2007

Løsningsforslag til Eksamen i fag MA1103 Flerdimensjonal analyse

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Repetisjon

UNIVERSITETET I OSLO

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

Kinematikk i to og tre dimensjoner

EKSAMENSOPPGAVE. Dato: Fredag 01. mars Tid: Kl 09:00 13:00. Administrasjonsbygget B154

1 Mandag 18. januar 2010

Newtons lover i én dimensjon (2)

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Kollokvium 6

1 Mandag 1. mars 2010

UNIVERSITETET I OSLO

x 1, x 2,..., x n. En lineær funksjon i n variable er en funksjon f(x 1, x 2,..., x n ) = a 1 x 1 + a 2 x a n x n,

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 2.

1 Mandag 25. januar 2010

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Newtons tredje lov. Kinematikk i to og tre dimensjoner

Løsningsforslag Kollokvium 1

Keplers lover. Statikk og likevekt

FYSIKK-OLYMPIADEN

1 dx cos 1 x =, 1 x 2 sammen med kjerneregelen for derivasjon. For å forenkle utregningen lar vi u = Vi regner først ut den deriverte til u,

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 20-24/9

Repetisjon

UNIVERSITETET I OSLO. Introduksjon. Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet 1.1

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 1.

Projeksjon. Kapittel 11. Ortogonal projeksjon i R 2. Skalarproduktet i R n. w på v. Fra figuren ovenfor ser vi at komponenten til w ortogonalt på v er

dy ycos 2 y = dx. Ved å integrere på begge sider av likhetstegnet får man ved å substituere u = y,du = dy dy ycos 2 y = 2du cos 2 u = x.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 24. mai = 2πrlɛE(r) = Q innenfor S =

Løsningsforslag til avsluttende eksamen i HUMIT1750 høsten 2003.

Stivt legemers dynamikk

Temahefte nr. 1. Hvordan du regner med hele tall

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Fysikk 2 Torsdag 2. desember 2004

Vektorstørrelser (har størrelse og retning):

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

Løsningsforslag Obligatorisk oppgave 1 i FO340E

Formelsamling i matematikk

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

FAG: FYS105 Fysikk (utsatt eksamen) LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Stivt legemers dynamikk

Løsningsforslag til øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

Bevegelse i én dimensjon (2)

R2 - Heldagsprøve våren 2013

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 14/8 2015

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Øving 9. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsning IM

1 Mandag 8. mars 2010

Prøve i R2. Innhold. Differensiallikninger. 29. november Oppgave Løsning a) b) c)...

Formelsamling i matematikk

S1 kapittel 6 Derivasjon Løsninger til oppgavene i boka

Norsk Fysikklærerforening NORSK FYSISK SELSKAPS FAGGRUPPE FOR UNDERVISNING

Øving 13, løsningsskisse.

Løsningsforslag til Øving 6 Høst 2016

Denne ligninga beskriver en udempet harmonisk oscillator. Torsjons-svingning. En stav er festet midt på en tråd som er festet i begge ender.

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl Oppgavene med kort løsningsforslag (Versjon A)

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Fasit. Grunnbok. Kapittel 2. Bokmål

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

I = (xy + z 2 ) dv. = z 2 dv. 1 1 x 1 x y z 2 dz dy dx,

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen 30. mai 2007 FY2045 Kvantefysikk

Newtons lover i én dimensjon

Kapittel 4.7. Newtons metode. Kapittel 4.8.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 9.

Fysikk-OL Norsk finale 2004

Mandag Mange senere emner i studiet bygger på kunnskap i bølgefysikk. Eksempler: Optikk, Kvantefysikk, Faststoff-fysikk etc. etc.

1 k 2 + 1, k= 5. i=1. i = k + 6 eller k = i 6. m+6. (i 6) i=1

Transkript:

Kinemtikk i to og tre dimensjoner 3.1.218 Innleveringsfrist oblig 1: Mndg, 5.eb. kl.18 Innlevering kun vi: https://devilry.ifi.uio.no/ Mulig å levere som gruppe (i Devilry, N 3) Bruk gjerne Pizz ved spørsmål (men ikke grntert t du får hjelp søndg kveld...) Snuble-gruppe: Tir. 16-18, Y-Ø257 YS-MEK 111 3.1.218 1

v [m/s] x [m] Eksempel: En msse er festet til en fjær og beveger seg uten friksjon og luftmotstnd. krft fr fjær til mssen: kx N2L: d x dt 2 k x m 2 initilbetingelser: x( t v( t ) m ) 1m/s.2.1 Svingning: -.1 -.2.5 1 1.5 2 t [s] 2 1 v x( t) sin( t) v( t) v cos( t) -1-2.5 1 1.5 2 t [s] Svingningsfrekvens: k m YS-MEK 111 3.1.218 2

http://pingo.upb.de/ ccess number: 263473 I hvilket tilfelle er tuspenningen større? Snordrget i tu 1 er større enn i tu 2 Snordrget i tu 1 er like stort som i tu 2 Snordrget i tu 1 er mindre enn i tu 2 YS-MEK 111 3.1.218 3

Newtons tredje lov: Enhver virkning hr lltid og tilsvrende en motvirkning, eller den gjensidige påvirkning v to legemer på hverndre er lltid lik, og motstt rettet. fr A på B = fr B på A Newtons tredje lov forbinder krefter mellom legemer: Hvis jeg dytter på veggen, dytter veggen tilbke på meg med like stor krft. essensiell for å beskrive systemer som består v flere legemer krefter kommer i pr: krft og motkrft kreftene i pret virker på forskjellige legemer YS-MEK 111 3.1.218 4

Eksempel: En kloss ligger i ro på bkken. N fr J på K Oppskrift: kloss tegn lle legemer som seprte systemer finn lle krefter på lle objekter W fr K på J uttrykk kreftene som A på B finn krft motkrft pr sjekk: hver krft hr en unik motkrft W fr J på K jorden N fr K på J YS-MEK 111 3.1.218 5

Eksempel N fr B på A 2 stblete klosser N fr J på B A B W fr J på A W fr A på J W fr B på J N fr A på B jorden W fr J på B Vi hr neglisjert grvitsjon mellom kloss A og B. N fr B på J Vnligvis skiller vi mellom system og omgivelse og tegner bre krefter som virker fr omgivelsen på systemet. YS-MEK 111 3.1.218 6

Eksempel: Mnn som går W og N er ikke et krft-motkrft pr. bevegelse fremover på grunn v friksjonskrft: mnnen dytter jorden bkover jorden dytter mnnen fremover YS-MEK 111 3.1.218 7

YS-MEK 111 3.1.218 8 Eksempel: En bil dytter en lstebil med konstnt krft. kinemtisk betingelse: biler er i kontkt v v v L x x A B A B A B N2L for A: B påa m g m N m x A x A A y A y A W A N A B på A x y B W B N B A på B N2L for B: A påb m g m N m x B x B B y B y m m x B A B A på B påa ) ( System oppfører seg som ett legeme med msse m A +m B Vi trenger ikke se på indre krefter, bre på krefter mellom systemet og omgivelsen. N3L: = fr A på B fr B på A

http://pingo.upb.de/ ccess number: 263473 En kvinne trekker med = 1 N i en 6-kilos eske som igjen er forbundet med en 4-kilos eske med et lett tu. Begge tuene forblir strmm og overflten er friksjonsfritt. Smmenliknet med 6-kilos esken er 4-kilos esken: utstt for en større netto krft. utstt for smme netto krft. utstt for en mindre netto krft. YS-MEK 111 3.1.218 9

v1 v ; tuene forblir strmm 2 1 2 vi ser bre på horisontle krefter: m 1 = 4 kg m 2 = 6 kg T T = 1 N x x tuspenning T: T 1 m T m2 m m ) ( 1 2 ( m m 1 2) T m 1 T m m m 1 2 4 1 1 4 N T 6 N YS-MEK 111 3.1.218 1

Bevegelse i to og tre dimensjoner YS-MEK 111 3.1.218 11

Bevegelsesdigrm i to dimensjoner bevegelsen er todimensjonl, vi kn beskrive posisjon med: r t = x t i + y t j = x(t) y(t) med enhetsvektorer i, j i i = j j = 1 i j = posisjon i tre dimensjoner: r t = x t i + y t j + z(t)k = x(t) y(t) z(t) med enhetsvektorer i, j, k i i = j j = k k = 1 i j = j k = k i = YS-MEK 111 3.1.218 12

todimensjonl bevegelsesdigrm: vi nlysere bevegelsen videre: hstighet? kselersjon? vi kn se på x(t) og y(t) hver for seg r t = x t i + y t j = x(t) y(t) hstighet og kselersjon i x og y retning: v x t = d dt x t, v y t = d y t dt v t = v x t i + v y t j = v x(t) v y (t) x t = d dt v x t, y t = d dt v y t t = x t i + y t j = x(t) y (t) YS-MEK 111 3.1.218 13

s v v 1 v v 1 v 1 s 2 s 3 s 4 s 5 s 6 s 7 s v(t i ) r t i+1 r(t i ) t (t i ) v t i+1 v(t i ) t YS-MEK 111 3.1.218 14

hstighetsvektor: v t = lim t r t + t r(t) t = dr dt = d dt x t i + y t j + z(t)k = dx dt i + dy dt j + dz dt k = v x t i + v y t j + v z (t)k hstighet: v(t) frt: v t = v(t) kselersjonsvektor: t = lim t v t + t v(t) t = dv dt = d dt v x t i + v y t j + v z (t)k = dv x dt i + dv y dt j + dv z dt k = x t i + y t j + z (t)k YS-MEK 111 3.1.218 15

Bevegningsligninger i tre dimensjoner vi ntr t vi kjenner (t) og r, v kkurt de smme som i én dimensjon bre t vi må bruke vektorer og det er gyldig for hver komponent YS-MEK 111 3.1.218 16

http://pingo.upb.de/ ccess number: 263473 En pendel svinger fr punkt P til punkt R. Hvilken pil ngir retningen på kselersjonen til pendelloddet i punktet Q (det lveste punktet i bnen)? Pil #1 Pil #2 45 45 Pil #3 Pil #4 P #1 #2 Q #3 R #4 YS-MEK 111 3.1.218 17

http://pingo.upb.de/ ccess number: 263473 En pendel svinger fr punkt P til R og tilbke. Hvilken pil ngir retningen på kselersjonen til pendelloddet i punktet P (punktet lengst til venstre i bnen)? Pil #1 Pil #2 Pil #3 #1 #2 45 45 Pil #4 Pil #5 kselersjonen i P er null P #5 #4 #3 Q R YS-MEK 111 3.1.218 18

Sklrer og vektorer sklr: størrelse, men ingen retning eksempel: msse, tempertur, lengde, frt,... vektor: størrelse og retning eksempel: posisjon, hstighet, kselersjon, krft,... notsjon: m, T, l, v r, v,, vektorkomponenter: A y y A A x A z x i krtesisk koordintsystem: A = A x i + A y j + A z k = A = A x 2 +A y 2 +A z 2 A x A y A z i = j = k = 1 1 1 z Vi kommer å bruke også sfæriske og sylindriske koordintsystemer senere. YS-MEK 111 3.1.218 19

Regne med vektorer: ddisjon: + b = c b kommuttiv: + b = b + ssositiv: c b c + b + c = + b + c multipliksjon med en sklr: i Mtlb: b = 2 b YS-MEK 111 3.1.218 2

Sklrprodukt (=indreprodukt) b = b cos α lineær: kommuttiv: + b c = c + b c b = b i komponenter: b = x b x + y b y + z b z x = i, y = j, z = k i Mtlb: = YS-MEK 111 3.1.218 21

tidssekvenser v vektorer mtriser v: 3d-vektor konstnt over tiden (1x3) mtrise n: ntll tidsskritter sklr r: 3d-vektor evluert ved n tider (nx3) mtrise t: sklr evluert ved n tider (nx1) mtrise r(1,:) første tid (linje) i (nx3) mtrise = 3d-vektor dt: tidsskritt sklr linje i (nx3) mtrise = vektor = vektor + vektor * sklr linje i (nx1) mtrise = sklr = sklr + sklr YS-MEK 111 3.1.218 22

http://pingo.upb.de/ ccess number: 263473 Du kster en bll i en vinkel på 45 i forhold til horisontl. Vi ser bort fr luftmotstnden. Hvilket utsgn er riktig i høyeste punkt på bnen? y A. rt og kselersjon er null. B. rten er på et minimum, men ikke null, og kselersjonen er konstnt. C. rten er null, og kselersjonen er konstnt, men ikke null. D. rten er på et minimum, men ikke null, og kselersjonen øker. x eneste krft: grvitsjon = gj frt: v = v = v x 2 + v y 2 ingen krft i x retning: v x = v,x i høyeste punkt: v y = YS-MEK 111 3.1.218 23

ri-legeme digrm i 3 dimensjoner Tegn et fri-legeme digrm for den øverste bllen. system: øvre bllen omgivelse: nedre bllen, kret kontktpunkter kontktkrefter: normlkrft fr vegg på bll normlkrft fr nedre bll på øvre bll lngtrekkende krft: grvitsjon system er i ro: ext = N w + N b + G = m = N b N w G YS-MEK 111 3.1.218 24