Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Like dokumenter
Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

Fiktive krefter

Fiktive krefter

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Fiktive krefter

Keplers lover. Statikk og likevekt

Newtons lover i én dimensjon (2)

Fiktive krefter

Newtons lover i én dimensjon (2)

Newtons lover i én dimensjon (2)

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

Newtons lover i én dimensjon

Repetisjon

Newtons lover i én dimensjon

Stivt legemers dynamikk

Repetisjon

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Stivt legemers dynamikk

Newtons lover i én dimensjon

Stivt legemers dynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

Newtons lover i én dimensjon (2)

Stivt legemers dynamikk

Kinematikk i to og tre dimensjoner

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

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Regneoppgaver i GEOF110 Innføring i atmosfærens og havets dynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

Newtons lover i to og tre dimensjoner

FYSMEK1110 Eksamensverksted 31. Mai 2017 (basert på eksamen 2004, 2013, 2014, 2015,)

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

GEF Løsningsforslag til oppgaver fra kapittel 6

Spesiell relativitetsteori

Løsning, gruppeoppgave om corioliskraft og karusell, oppgave 7 uke 15 i FYS-MEK/F 1110 våren 2005

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

RF3100 Matematikk og fysikk Regneoppgaver 7 Løsningsforslag.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Newtons (og hele universets...) lover

Spesiell relativitetsteori

Spesiell relativitetsteori

EKSAMEN Styring av romfartøy Fagkode: STE 6122

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

Corioliskraften. Forsøk på å forstå et eksotisk fenomen Arnt Inge Vistnes, 27. mars 2006

Vektorstørrelser (har størrelse og retning):

Om flo og fjære og kunsten å veie Månen

UNIVERSITETET I OSLO

Kapittel 6 Trykk og vind

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE I FYS-1001

Betinget bevegelse

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

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

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

Norges Informasjonstekonlogiske Høgskole

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

Theory Norwegian (Norway) Vær vennlig å lese de generelle instruksjonene i den separate konvolutten før du begynner på dette problemet.

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren 2011

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

Statikk og likevekt. Elastisitetsteori

T 1 = (m k + m s ) a (1)

Løsningsforslag Fys-mek1110 V2012

Øving 2: Krefter. Newtons lover. Dreiemoment.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

Prosjektoppgave i FYS-MEK 1110

Stivt legemers dynamikk

UNIVERSITETET I OSLO

Spesiell relativitetsteori

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

FAG: Fysikk FYS122 LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad (fellesdel) Tore Vehus (linjedel)

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

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

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Juni 2011

Carl Angell, Eirik Grude Flekkøy og Jostein Riiser Kristiansen

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

Arbeid og potensiell energi

Breivika Tromsø maritime skole

Høgskolen i Agder Avdeling for EKSAMEN

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

Artikkel 7: Navigering til sjøs uten GPS

Arbeid og potensiell energi

Newtons lover i to og tre dimensjoner

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

Transkript:

iktive krefter Gravitasjon og planetenes bevegelser 30.04.014 YS-MEK 1110 30.04.014 1

Sentrifugalkraft inertialsystem S f G N friksjon mellom passasjer og sete sentripetalkraft passasjer beveger seg i en sirkelbane f v m e r roterende system S f G N A i roterende system sitter passasjer i ro kreves en kraft som kompenserer sentripetalkraft (=friksjon) sentrifugalkraft v m S e r sentrifugalkraft oppstår bare i det roterende systemet fiktive kraft sentripetal- og sentrifugalkraft er ikke kraft-motkraft par YS-MEK 1110 30.04.014

Corioliskraft inertialsystem roterende system B B A C A C person B dreier seg ut av skuddlinjen mens ballen beveger seg mot ham det oppstår en fiktiv kraft som avleder ballen Corioliskraft YS-MEK 1110 30.04.014 3

Transformasjon i et roterende koordinatsystem vi antar A 0, 0 ma ma m v m ( r) C S Corioliskraft: C er hastighetsavhengig m v Sentrifugalkraft: m ( r ) S er posisjonsavhengig YS-MEK 1110 30.04.014 4

Pendel på jorden repetisjon: pendel i inertialsystem radial retning: T mg cos ma 0 tangensial retning: T mg cos T mgsin ma a T g sin T G T pendelen beveger seg på en sirkelbane: v T a T g sin g sin 0 generell løsning for differensialligningen: ( t) Asin( t) Bcos( t) ( t) Acos( t) Bsin( t) ( t) Asin( t) Bcos( t) ( t) for små vinkler φ: g 0 g 0 initialbetingelse: ( 0) B 0 ( t) Asin( t) g YS-MEK 1110 30.04.014 5

Corioliskraft på jorden vi definerer et koordinatsystem for et sted med geografisk bredde : akse: øst y akse: nord z akse: oppover vinkelhastighet: tangensial komponent mot nord radial komponent opp (nordlige halvkule) ned (sørlige halvkule) cos ˆj sin kˆ en masse beveger seg med hastighet v m v C y m( cos ˆj sin kˆ) ( v iˆ v ˆj v kˆ) mv cos kˆ mv cos iˆ mv sin ˆj mv sin iˆ z y z z y YS-MEK 1110 30.04.014 6

ocault pendel C, C, y C, z mv mv mv y sin mv sin cos z cos for en lang pendel er v z 0 C, C, y mv y mv sin sin Corioliskraft på pendelen er avhengig av geografisk bredden: maksimal på polen null på ekvator YS-MEK 1110 30.04.014 7

http://pingo.upb.de/ access number:718 Hvor mye tid tar det før pendelen på fysisk institutt har rotert 360? 1. mindre enn 4 timer. nøyaktig 4 timer 3. mer enn 4 timer YS-MEK 1110 30.04.014 8

jorden bruker 3,9345 timer for en omdreining (siderisk døgn) ĵ y z pendel på nordpolen: jorden dreier seg under pendelen i 3.9345 timer pendel på ekvator (=0): ingen vertikal komponent z ingen Corioliskraft C, C, y mv y mv sin sin pendel i Oslo (=60): z sin pendel svinger i y planet vinkelhastighet om z aksen er mindre, perioden lenger: 3.9345 h T sin 60 7.64 h YS-MEK 1110 30.04.014 9

Sentrifugalkraft på jorden sentrifugalkraft: S m ( r) sentrifugalakselerasjon: på ekvator: a S a S ( r) S på breddegrad : a S cos tyngdeakselerasjon er rettet mot jordens sentrum den resulterende akselerasjonen er generell ikke radial radial komponent: g r g 0 as cos g0 (cos ) tangensial komponent: g t a s sin cos sin YS-MEK 1110 30.04.014 10

radial komponent: g r g 0 (cos ) tangensial komponent: g t cos sin siderisk døgn: T = 3.9345 h = 86164 s 5 s -1 7.910 T S jordens radius: 6.3810 6 m Nordpol: Oslo (59.9): Paris (48.8): Ekvator: gr 9.83 m/s g t 0 g r 9.835 m/s g t g r 9.817 m/s g t gr 9.798 m/s g t 0 0.0147 m/s 0.0168 m/s tangensialakselerasjon mot ekvator jordens radius er større på ekvator enn på polene ekv pol 6378.137 6356.75 km km YS-MEK 1110 30.04.014 11

konsekvens av utflatning: gravitasjonskraft fra solen på jorden gir et kraftmoment spinn forandrer seg i retning av kraftmomentet presesjonsbevegelse periode: 5800 a d l dt Polaris solen Vega YS-MEK 1110 30.04.014 1

http://pingo.upb.de/ access number:718 Månens masse er 1/81 av Jordens masse. Sammenliknet med gravitasjonskraften som Jorden utøver på månen, så er gravitasjonskraften månen utøver på Jorden: A. 81² = 6561 ganger større B. 81 ganger større C. like stor D. 1/81 så stor E. (1/81)² så stor Jorden Månen m m 1 1på G r 3 1 r1 kraft-motkraft par r 1 r 1 YS-MEK 1110 30.04.014 13

Newtons gravitasjonslov mellom ethvert partikkelpar i universet gjelder: r 1 r r hvor 1 1på m1m G r ˆ u r 1 ˆ u r r r 1 1 m m 1 1på G r 3 1 r1 YS-MEK 1110 30.04.014 14

Ekvivalensprinsippet gravitasjonelle masse = inertielle masse G m m r 1 ma på jorden: hvor: mg m g G J J Galileo: Alle legemer faller like rask i jordens tyngdefelt (i vakuum). Einstein: En observatør i et lukket laboratoriet kan ikke finne ut om han er vektløs langt bort fra andre masser eller om han er i fritt fall nær en annen masse. YS-MEK 1110 30.04.014 15

http://pingo.upb.de/ access number:718 En astronaut med masse m A = 75 kg veier W J = m A g = 735.75 N på jorden. Hvor mye veier han i en romferje som befinner seg i en orbit 00 km over jordens overflate? A. W = 0 N B. W = 689.8 N C. W = 735.8 N på jorden: W J mj ma G m g 75 kg 9.81 m/s 735.8 N A i romferjen: W J mj ma G 75 kg 9. m/s 689.8 N (6380 km 00 km) romferjen er i fritt fall rundt jorden astronaut føler seg vektløs YS-MEK 1110 30.04.014 16