Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Like dokumenter
Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Arbeid og energi. Energibevaring.

Flervalgsoppgave. Kollisjoner. Kap. 6. Arbeid og energi. Energibevaring. Konstant-akselerasjonslikninger REP

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

Flervalgsoppgave. Arbeid og energi. Energibevaring. Kollisjoner REP Konstant-akselerasjonslikninger. Vi har sett på:

Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. Kap. 4+5: Newtons lover. kap Hvor er luftmotstanden F f størst? F f lik i begge!!

Aristoteles (300 f.kr): Kraft påkrevd for å opprettholde bevegelse. Dvs. selv UTEN friksjon må oksen må trekke med kraft S k

Aristoteles (300 f.kr): Kraft påkrevd for å opprettholde bevegelse. Dvs. selv UTEN friksjon må oksen trekke med kraft R O =S k

Vi skal se på: Lineær bevegelsesmengde, kollisjoner (Kap. 8)

Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

Kap. 4+5: Newtons lover. Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. kap Hvor er luftmotstanden F f størst?

UNIVERSITETET I OSLO

Kap Newtons lover. Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. kap 4+5 <file> Hvor er luftmotstanden F f størst?

Løsningsforslag til øving 3: Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksamensdato: Torsdag 11. desember 2008 Eksamenstid: 09:00-13:00

Løsningsforslag til øving 5

Keplers lover. Statikk og likevekt

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

Stivt legemers dynamikk

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

Løsningsforslag til ukeoppgave 2

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Kollisjoner. Massesenter.

Rotasjon: Translasjon: F = m dv/dt = m a. τ = I dω/dt = I α. τ = 0 => L = konstant (N1-rot) stivt legeme om sym.akse: ω = konst

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

Kap Rotasjon av stive legemer

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5

EKSAMEN I TFY4145 OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Stivt legemers dynamikk

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Kollisjoner. Massesenter.

UNIVERSITETET I OSLO

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

UNIVERSITETET I OSLO

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

Vektorstørrelser (har størrelse og retning):

UNIVERSITETET I OSLO

Repetisjon

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Universitetet i Agder Fakultet for helse- og idrettsvitenskap EKSAMEN. Time Is)

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS120 VÅR 2017

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1000, 17/3 2016

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

Repetisjonsoppgaver kapittel 0 og 1 løsningsforslag

UNIVERSITETET I OSLO

TFY4115 Fysikk. Emneoversyn: Mekanikk ( 50 %) Newtons lover Energi, bevegelsesmengde, kollisjoner Rotasjon, spinn Statisk likevekt Svingninger

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110/Fys-mef1110 høsten 2007

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Kontinuasjonseksamen august 2010

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 14/8 2015

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 19/3 2018

FY0001 Brukerkurs i fysikk

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

Kap. 14 Mekaniske svingninger. 14. Mekaniske svingninger

Repetisjon

Fagnr: FIOIA I - Dato: Antall oppgaver: 2 : Antall vedlegg:

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 3.

EKSAMENSOPPGAVE. To dobbeltsidige ark med notater. Stian Normann Anfinsen

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2014

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren !"!!!. Du kan se bort fra luftmotstand.

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 4

Kap. 14 Mekaniske svingninger

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren 2011

EKSAMENSOPPGA VE. Fagnr: FO 44JA Dato: Antall oppgaver:

Tittel: jan 7 15:00 (1 av 100)

Løsningsforslag til øving 1

RF3100 Matematikk og fysikk Regneoppgaver 7 Løsningsforslag.

Kap Rotasjon av stive legemer

Kap. 14 Mekaniske svingninger. 14. Mekaniske svingninger. Vi skal se på: Udempet harmonisk svingning. kap

Kap. 14 Mekaniske svingninger

Løsningsforslag Fys-mek1110 V2012

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 5

r+r TFY4115 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

Kap. 14 Mekaniske svingninger

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK Eksamensdato: Torsdag 16. desember 2010 Eksamenstid: 09:00-13:00

Bachelor i idrettsvitenskap med spesialisering i idrettsbiologi 2014/2016. Utsatt individuell skriftlig eksamen. IBI 240- Basal biomekanikk

r+r TFY4104 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

FORELESNING 4/5 09, REPETISJON Kapittel 2: Bevegelseslære (kinematikk) langs en rett linje

Fysikkmotorer. Andreas Nakkerud. 9. mars Åpen Sone for Eksperimentell Informatikk

Løysingsframlegg TFY 4104 Fysikk Hausten 2009

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Løsningsforslag til øving 4. m 1 gl = 1 2 m 1v 2 1. = v 1 = 2gL

EKSAMEN I EMNE TFY4125 FYSIKK

Eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Torsdag 3. juni 2010

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

Fysikkolympiaden Norsk finale 2019 Løsningsforslag

Fasit for Midtvegsprøva i Fys1000 V 2009

NTNU Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

Transkript:

TFY4145/FY11 Mekanisk fysikk Størrelser og enheter (Kap 1) Kinematikk i en, to og tre dimensjoner (Kap. +3) Posisjon, hastighet, akselerasjon. Sirkelbevegelse. Dynamikk (krefter): Newtons lover (Kap. 4) Anvendelse av Newtons lover (Kap. 5) bl.a. kraftdiagram, friksjon, snorkrefter, luftmotstand. Arbeid, energi, energibevaring (Kap. 6+7) Lineær bevegelsesmengde, kollisjoner (Kap. 8) Rotasjon, spinn, bevaring av spinn (Kap. 9+1) Statisk likevekt (Kap. 11) Gravitasjonsloven (Kap. 13) Svingninger (Kap. 14) Kap. 6+7 Definisjon arbeid, W Kinetisk energi, E k Potensiell energi, E p. Konservative krefter Energibevaring Energibevaring når friksjon. Eksperimentelle arbeidsmetoder (laboratorium). W = F s = F s cos φ F gjør positivt arbeid på kula cos φ > Arbeid = areal under kurve F(x) F gjør negativt arbeid på kula cos φ < E k = W F gjør null arbeid på kula cos φ = 1

Kap. 6+7. Oppsummert: Arbeid = dw = F ds Kinetisk energi E k = ½ m v Effekt = arbeid/tid = P = dw /dt = F v Arbeid på legeme øker E k : dw = de k Potensiell energi E p (x,y,z) (Tyngdefelt: E p = mgz; Fjærpotensial: E p = ½ k x ) Arbeid av konservativ kraft reduserer tilhørende potensiell energi: dw = - de p d(e k + E p ) = E k + E p (x,y,z) = konstant Eks: Skli på kurvet bane uten friksjon h h v a =? v b =? Energisymbol: Kinetisk energi: E k eller K Potensiell energi: E p eller U h er lik for begge => samme fart v i bunn av bakken mgh = ½ mv a mgh = ½ mv b Eks: Skli på halvkule uten friksjon = E p = ½ k x E p s.f.a posisjon A B v B (θ)=? Hvor mistes kontakt med underlaget? (også i oppg. 7.63 i Y&F) Skli med friksjon: Seinere øving

Fortegn for fjæras arbeid W og pot.en. E p : W = - E p W< E p > Energi i svingende masse+fjær E p og E k s.f.a posisjon W> E p < W> E p < Pot. energi U = E p og kinetisk energi K = E k Animasjon: www.plu.ntnu.no/skolelab/fysikk-animasjoner/mekanikk/kap5_energi/anim5_3.html lenke fra: home.phys.ntnu.no/brukdef/undervisning/tfy4145/simuleringer.html x(t) x E p og E k s.f.a tid Konservativ kraft: 1) Arbeid = -(endring i E p ) ) Totalenergien er bevart 3) Arbeid uavhengig vegen 4) Arbeid over lukket bane er null E p = ½ kx E p Veg C Veg B E k = ½ mv E k E tot = E p (t)+e k (t) = konstant Veg A 3

Eks: Loop Fra eksamen des. 6 Hvor mye må fjæra sammenpresses for at legemet ikke skal falle ned på toppen? B F N A mg mg + F N = m v /R R Løsning: b. B. Ei kraft som skyver parallelt med skråplanet endrer ikke på kraftbalansen normalt på skråplanet, den kan bare eventuelt gi akselerasjon langs skråplanet. Derfor er normalkrafta lik tyngens komponent normalt på planet. Svar avgitt: A 1 B 137 C 17 Snitt 8%, dvs. B D E 1 blank Potensiell energi Tyngdens pot. energi E p = mgz Fjærkraftas pot. energi E p = ½ k x ½ m v + E p (x,y,z) = konstant Konservative krefter: Arbeid av konservative krefter er uavhengig av vegen, bare avhengig av start- og sluttilstand. Konservative krefter er den deriverte av potensialet: é ù F =-,, Ep( x, y, z) =- Ep( x, y, z) ê ë x y zú û Eks. tyngdekraft F = - de p / dz = - m g Eks. fjærkraft F = - de p / dx = - k x Ikke-konservativ kraft 1) Har ikke tilhørende potensial ) Total mekanisk energi avtar 3) Arbeid avhengig vegen Veg B 1 Eks: friksjon luftmotstand magnetisk motstand W(vegA) > W(vegB) (med friksjon) Veg A Energi overføres til: varme lyd/lys kjemisk (Ek+Ep) = W f < 4

Eksempel, friksjonstap. I Eks. kap.4+5 fant vi aksel. og snortrekk fra Newton. Hvis vi bare skal finne hastighet, er energibevaring enklere Gitt: v(y )=. Friksjon μmg. Finn v(y). Energibalanse: E(y) E(y ) = W f < μmg m y M y Høyverdig energi ( 1% utnyttelse til mekanisk energi): Oppspent fjær Pot.en. i vannmagasin Elektrisk energi i batteri og lignende Lavverdig energi (-6% utnyttelse til mekanisk energi): Varme, f.eks. i vannet i vannmagasin eller i sjøvann (Sentralt emne i termisk fysikk; måles med entropi) Høyverdig energi Pot.en. i 1 liter vann i magasin 1 m.o.h.: E p = mgh = 1 kg 1 m/s 1 km = 1 kj 3 o C avkjøling gir ut mer energi enn fall 1 m Lavverdig energi 1 o C avkjøling av 1 liter vann avgir 4, kj Store mengder lavverdig varmeenergi, men vanskelig (dyrt) å overføre til mekanisk energi. (Varmekraftmaskin) Kap. 6+7. Oppsummert: Arbeid = dw = F ds Kinetisk energi E k = ½ m v Effekt = arbeid/tid = P = dw /dt = F v Arbeid på legeme øker E k : dw = de k Potensiell energi E p (x,y,z) (Tyngdefelt: E p = mgz; Fjærpotensial: E p = ½ k x ) Konservative krefter kan avledes fra pot.energi: é ù F =-,, Ep( x, y, z) =- Ep( x, y, z) ë ê x y zú û (Tyngdekraft: F = - mg; Fjærkraft: F = - k x ) de p = - F ds Arbeid av konservativ kraft reduserer tilhørende potensiell energi: dw = - de p d( ½ m v + E p (x,y,z)) = E k + E p (x,y,z) = konstant Energibevaring når friksjon: d( ½ m v + E p (x,y,z)) = dw f = friksjonsarbeid < Energisymbol: Kin. en.: E k eller K Pot. en.: E p eller U 5