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

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

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

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

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

Vektorstørrelser (har størrelse og retning):

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

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

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS119 VÅR 2017

UNIVERSITETET I OSLO

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

Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag til ukeoppgave 2

Newtons lover i én dimensjon

Kap Newtons lover. Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. Kap. 4+5: Newtons lover. kap4+5.ppt Sir Isaac Newton ( ) Før hans tid:

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

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

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN FYS120 VÅR 2017

Obligatorisk oppgave i fysikk våren 2002

Krefter, Newtons lover, dreiemoment

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

Kap Rotasjon av stive legemer

Newtons lover i én dimensjon

Kinematikk i to og tre dimensjoner

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

Øving 2: Krefter. Newtons lover. Dreiemoment.

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

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

Newtons lover i én dimensjon

Keplers lover. Statikk og likevekt

EKSAMEN. EMNE: FYS 119 FAGLÆRER: Margrethe Wold. Klasser: FYS 119 Dato: 09. mai 2017 Eksamenstid: Antall sider (ink.

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

Newtons lover i én dimensjon (2)

EKSAMENSOPPGAVE. To dobbeltsidige ark med notater. Stian Normann Anfinsen

F B L/2. d A. mg Mg F A. TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 6. Oppgave 1

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

Newtons lover i én dimensjon (2)

FYS-MEK 1110 Løsningsforslag Eksamen Vår 2014

FY0001 Brukerkurs i fysikk

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

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

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Kap. 6+7 Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag til MEF1000 Material og energi - Kapittel 2 Høsten 2006

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

Newtons lover i én dimensjon (2)

Kap. 3 Arbeid og energi. Energibevaring.

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

EKSAMEN. EMNE: FYS 120 FAGLÆRER: Margrethe Wold. Klasser: FYS 120 Dato: 09. mai 2017 Eksamenstid: Antall sider (ink.

UNIVERSITETET I OSLO

RF3100 Matematikk og fysikk Regneoppgaver 7 Løsningsforslag.

Repetisjon

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

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2009

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Fiktive krefter

Breivika Tromsø maritime skole

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Fredag 29. mai 2009

Stivt legemers dynamikk

TFY4115 Fysikk. Nettside: Laboratoriekurs: 13 regneøvinger Minst 8 må innleveres og godkjennes

r+r TFY4104 Fysikk Eksamenstrening: Løsningsforslag

Fiktive krefter

UNIVERSITETET I OSLO

Arbeid og energi. Energibevaring.

Løsningsforslag eksamen TFY desember 2010.

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

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

UNIVERSITETET I OSLO

Fasit eksamen Fys1000 vår 2009

UNIVERSITETET I OSLO

Kap Rotasjon av stive legemer

Løsningsforslag. Eksamen i Fys-mek1110 våren 2011

EKSAMENSOPPGAVE. Fagnr: FO 443A Dato: Antall oppgaver:

UNIVERSITETET I OSLO

Newtons lover i én dimensjon (2)

UNIVERSITETET I OSLO

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

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

6. Rotasjon. Løsning på blandede oppgaver.

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 6. MgL + F B d. M + m

EKSAMEN I TFY4145 MEKANISK FYSIKK OG FY1001 MEKANISK FYSIKK

6.201 Badevekt i heisen

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1000, 17/3 2016

2,0atm. Deretter blir gassen utsatt for prosess B, der. V 1,0L, under konstant trykk P P. P 6,0atm. 1 atm = 1,013*10 5 Pa.

Repetisjonsoppgaver kapittel 3 - løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen FY0001 Brukerkurs i fysikk Juni 2011

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 19/3 2018

Kap Termisk fysikk (varmelære, termodynamikk)

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 17/8 2017

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2014

Carl Angell, Eirik Grude Flekkøy og Jostein Riiser Kristiansen

AST1010 En kosmisk reise. De viktigste punktene i dag: Mekanikk 1/19/2017. Forelesning 3: Mekanikk og termodynamikk

Transkript:

TFY4115 Fysikk Mekanikk: (kap.ref Young & Freedman) SI-systemet (kap. 1); Kinematikk (kap. 2+3). (Rekapitulasjon) Newtons lover (kap. 4+5) Energi, bevegelsesmengde, kollisjoner (kap. 6+7+8) Rotasjon, spinn (kap. 9+10) Statisk likevekt (kap. 11) Svingninger (kap. 14) Termodynamikk: Def. temperatur og varme (kap. 17) Tilstandslikninger (kap. 18) Termodynamikkens 1. lov (kap. 19) Termodynamikkens 2. lov (kap. 20) Varmetransport (kap. 17.7+39.5)

Aristoteles (300 f.kr): Kraft påkrevd for å opprettholde bevegelse. Dvs. selv UTEN friksjon må oksen må trekke med kraft S k S K S O R K R O Sir Isaac Newton (1642-1727): Bevegelse fortsetter uendra hvis ingen krefter. Uten friksjon: R K = 0 => R O = 0

Hvor er luftmotstanden F f størst?? F f lik i begge!! (antatt samme G for begge) F f F f konst. (liten) v konst. (stor) v G G Newton 1 ΣF = 0 => F f = G Newton 1 ΣF = 0 => F f = G

Kap. 4+5: Newtons lover (N1): Σ F = 0 : Uendra hastighet (evt. 0) (N2): Σ F 0 : Akselerasjon a = Σ F / m Enhet kraft: 1 kg m /s 2 = 1 newton = 1 N (N3): Krefter alltid i par.

Newtons 3.lov. Kraft og motkraft. N k og G k er ikke kraft og motkraft! N1 gir: N k = G k N K S K R K S T Kassa: S K Tauet: S T R B Kassa: R K : Bakken: R B G K Kassa: N k Bakken: N B N B G j Kassa: G k Jorda: G j Jorda

0 til 100 km/h på 3 sekunder! Anvendelse av Newton 2: F = m a F = tyngdekraft => a = g 9,8 (m/s)/s 35 (km/h)/s 22 (mile/h)/s

«Vektløs»: Tyngden er eneste krafta som virker «Vektløs» utenfor atmosfæren Ikke «Vektløs»: Tyngde + luftmotstand «Vektløs» inni bil som faller fritt.

Tyngdekrefter: Gravitasjon Kontaktkrefter: Normalkrefter OBS: Kraftas angrepspunkt = vektorens startpunkt Egentlig opphav: Elektrostatiske krefter. Atomer (elektronskyen) kan ikke trenge inn i hverandre uten stor motstand. mg

Krefter i naturen. Naturens krefter manifesterer seg på ulike måter i mekanikken: Tyngdekraft Normalkraft (kontaktkraft) Friksjon (kontaktkraft) Snorkraft Fjærkraft Luftmotstand Væskemotstand m.m. gravitasjonskraft elektrostatisk kraft.. men alle mekaniske krefter har sin årsak i en av de to fundamentale kreftene

Vogna = akselererende referansesystem Ikke-inertialsystem (vogna): Tilsynelatende usynlig krefter Retarderende referansesystem Sentripetal-aksel. referansesystem Fast labsystem: Rulleskøyteren i ro Y&F Fig 4.11 Rulleskøyteren fortsetter med konst v Rulleskøyteren fortsetter rett fram (konst v)

Oppsummert: Kap. 4+5: Newtons lover (N1): Σ F = 0 : Uendra hastighet (evt. 0) (N2): Σ F 0 : Akselerasjon a = Σ F / m (N3): Krefter alltid i par. Enhet kraft: 1 kg m /s 2 = 1 newton = 1 N Gravitasjonskrafta: F = mg Vektløs: Eneste kraft er tyngden = mg Newtons lover gjelder kun i intertialsystem, dvs. i koordinatsystem uten akselerasjon.

Snorkrefter: Kun strekk-krefter Snorkrafta den samme langs hele snora: S 2 = S 1 (forutsetter masseløs snor) Hele snora og alle masser forbundet har samme v og a: v 2 = v 1 (obs: ikke vektor) v 1 S 1 S2 v 2 (mange oppgaver med snorer)

Kraftdiagram (frilegemediagram): Alle krefter på et legeme, med angrepspunkt Eksempel: Oksen og kassa. N O N K S K S O R K R O G K Kraftvektor starter ved kraftas angrepspunkt. G O

Anvendelse av Newtons lover. Snorkrefter 5.3. (Tørr) friksjon (mye) 5.3. Væskefriksjon og luftmotstand (kort)

5.3. (Tørr) friksjon F f A B Max statisk friksjon Konst. fart μ s F N A C Akselerasjon μ k F N B C akselerasjon F T = trekkraft v = konst.

Eks. 1. Klosser, snor og friksjonskraft. ( Y&F opg 5.34) Snorkrefter: Kun strekk-krefter Snorkrafta den samme langs hele snora: S 2 =S 1 = S (forutsetter masseløs snor) Hele snora og alle masser forbundet har samme v og a: v 2 = v 1 = v a 2 = a 1 = a F f m F N v 1 S 1 + Kraftdiagram Positiv retning (N2) for hver kloss I ro, μ s v = konst, μ k mg S 2 + M Mg v 2 Y&F Fig E5.34

Luftmotstand F f = bv 2 mg = F f = bv 2 mg liten b, stor v 200 km/h mg = F f = bv 2 stor b, liten v 20 km/h bv 2 bv 2 mg > bv 2 mg = bv 2 Aks. nedover Konst. fart ned

Friksjonskoeffisienter for ulike materialer Materiale µ s µ k Stål mot stål, rein flate 0,7 0,6 Stål mot stål, oljet flate 0,09 0,05 Tre mot tre 0,25-0,5 0,2 Glass mot glass 0,9 0,4 Gummi mot tørr asfalt 1,0 0,8 Gummi mot våt asfalt 0,30 0,25 Ski mot snø 0 O C 0,1 0,05 Teflon mot teflon 0,04 0,04

Eksempel: Svingkjøring Y&F Ex. 5-21 A. Udosert sving Kraftdiagram Finn v max (dvs. uten å miste festet) Y&F, Fig. 5.33

Eksempel: Svingkjøring Y&F Ex. 5-23 B. Dosert sving F N cosθ F N θ θ a c F N sinθ F f Med friksjon mg Y&F, Fig. 5.34

Svingkjøring B: Med dosering dannes sentripetalkrafta fra: F N normalkrafta F N sin θ F N cos θ F N sin θ pluss friksjonskrafta F f cos θ F f sin θ F f cos θ F f

Y&F: Ex. 5-21 Ex. 5-22 F f Med friksjon

Eksempel forts.: Svingkjøring Svært like eksempler her: Y&F Ex. 5-21 + 5-22. A: Uten dosering: v 2 max gr s 2 s tan vmax gr 1 s tan 2 2 v v gr B: Med dosering: v max er større: (3) og med null friksjon: (4) max min tan θ C: Lene seg θ innover i svingen (uten dosering): 2 v tan gr (samme vinkel som ved null friksjon i B)

Bob-baner (µ s µ k 0) har variabel dosering. Bobens fart v bestemmer doseringshøyden v 2 = gr tan θ

Syklister må lene seg innover en vinkel θ: tan θ = v 2 / gr

For å svinge må fly krenge for å få kraft til sentripetalakselerasjon mg = F N cos θ F N F N sin θ = m v 2 /R

Oppsummert eksempel: Svingkjøring A: uten dosering B: med dosering Ikke max friksjon: B2: med dosering } Gitt maks friksjon: F f = μ s F N Beregn v max (og F N ) Gitt hastighet v (< v max ) Beregn F f og F N, løsn. av likn (N2-x) og (N2-y) gir: Skifter fortegn ved v 2 = gr tan θ 2 v FN FN ( v, ) m sin mg cos R 2 v Ff Ff ( v, ) m cos mg sin R

Kap. 4+5. Newtons lover Vi har sett på: Newtons lover Snorkrefter. Masseløs snor/trinser => lik S gjennom heile snora. Friksjon: F f Hvilefriksjon F T = F f F f,max μ s F N (F f ukjent ) F f,max = μ s F N μ k F N akselerasjon Glidefriksjon: F T F f = μ k F N F T = trekkraft Luft/væskemotstand: F f = - b v 2 v = konst. Ulike eksempler innen friksjon og sentripetalkraft.

Eksamensoppgave

Eksamensoppgave Løsning: D Klossen i ro: ΣF = 0 langs planet, som gir F f = mg sin θ, friksjonen holder akkurat igjen for tyngdens komponent langs planet. Friksjonen kan maksimalt være μ s mg cos θ, som skjer rett før klossen begynner å gli. Siden klossen er langt fra å gli er F f < μ s mg cos θ og derfor ikke B rett. Svar avgitt: A 2 B 77 C 7 D 52 E 31 blank 2 Denne oppgaven til eksamen: Snitt 31 %, dvs. F

Fra en eks.oppgave

Eksamensoppgave

Eksamensoppgave 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 D 2 E 10 blank 0 Snitt 82%, dvs. B