Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

Like dokumenter
Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

Keplers lover. Statikk og likevekt

Gravitasjon og planetenes bevegelser. Statikk og likevekt

Stivt legemers dynamikk

Stivt legemers dynamikk. Spinn

Stivt legemers dynamikk

Stivt legemers dynamikk. Spinn

Stivt legemers dynamikk

Keplers lover. Statikk og likevekt

Stivt legemers dynamikk. Spinn

Stivt legemers dynamikk

Stivt legemers dynamikk

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Arbeid og potensiell energi

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Newtons lover i én dimensjon (2)

Arbeid og potensiell energi

Arbeid og potensiell energi

Newtons lover i én dimensjon

Betinget bevegelse

Kap. 8 Bevegelsesmengde. Flerpartikkelsystem. Kap. 8 Bevegelsesmengde. Flerpartikkelsystem. Sentralt elastisk støt. Generell løsning: kap8.

Tre klasser kollisjoner (eksempel: kast mot vegg)

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Oppsummering Mekanikk. Newtons 2. lov: masse akselerasjon = kraft (total ytre kraft) Posisjon x [m] dx dt. v x. a x () t dt. Hastighet v x [m/s]

Stivt legemers dynamikk

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 4/2 2010

Kap Rotasjon av stive legemer

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

UNIVERSITETET I OSLO

Fysikk-OL Norsk finale 2005

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2014

Løsning øving 9 ( ) ( ) sin ( )

Stivt legemers dynamikk

Fiktive krefter. Gravitasjon og planetenes bevegelser

Kap. 4+5 Rotasjon av stive legemer. L = r m v. L = mr 2 ω = I ω. ri 2 ω = I ω. L = r m v sin Φ = r 0 mv. L = r m v = 0

Repetisjon

Fysikkolympiaden 1. runde 25. oktober 5. november 2004

Kap. 13. Gravitasjon. Kap. 13. Gravitasjonen. Gravitasjon/solsystemet. Litt historie: Kap 13grav

Flerpartikkelsystemer Rotasjonsbevegelser

Stivt legemers dynamikk

Stivt legemers dynamikk

(b) Ekmanstrøm: Balanse mellom friksjonskraft og Corioliskraft. der ν er den kinematiske (eddy) viskositeten.

Kap 4.3 Tannhjul og tannhjulvekslinger. Kap 4.3 Tannhjul og tannhjulvekslinger. Innhold. sylindrisk tannhjul. 1. Innledning begrep

Newtons lover i én dimensjon

Oppsummering Fysikkprosjekt

Oppgave 1 Svar KORT på disse oppgavene:

Newtons lover i én dimensjon

Kap Rotasjon av stive legemer

Newtons lover i én dimensjon (2)

Kap Rotasjon av stive legemer

Fiktive krefter. Gravitasjon og ekvivalensprinsippet

Notat i FYS-MEK/F 1110 våren 2006

Flerpartikkelsystemer Rotasjonsbevegelser

Løsning midtveiseksamen H12 AST1100

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Newtons lover i én dimensjon (2)

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2010

Fysikkolympiaden Norsk finale 2010

Kap. 23 Elektrisk potensial. Eks. 1, forts. av: Hvor stor er 1 coulomb? Kap 23

b) 3 MATEMATISKE METODER I 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Repetisjonsoppgaver Bruk av regneregler: 1 Regn ut: e) 0 x ) 4 3 d) 4 x f) 5y

Kap. 4+5 Rotasjon av stive legemer

a) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladet partikkel og radielt innover mot en negativt ladd partikkel.

Newtons lover i én dimensjon (2)

Oppsummert: Kap 1: Størrelser og enheter

Løsningsforslag. FY-ME100 eksamen 13. juni 2003

ρ = = = m / s m / s Ok! 0.1

Newtons lover i én dimensjon (2)

Stivt legemers dynamikk

Kap. 23 Elektrisk potensial. Eks. 1, forts. av: Hvor stor er 1 coulomb? Kap

Stivt legemers dynamikk

Kap. 12. Gravitasjon. Kap. 12. Gravitasjonen. Gravitasjon/solsystemet. Litt historie: Kap 12-grav. Naturens fire fundamentale krefter (fra kap 4):

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

EKSAMEN Løsningsforslag

Forelesning 9/ ved Karsten Trulsen

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag til ukeoppgave 4

UNIVERSITETET I OSLO

Kap Rotasjon av stive legemer

UNIVERSITETET I OSLO

SG: Spinn og fiktive krefter. Oppgaver

UNIVERSITETET I OSLO

Kapittel 2: Krumlinjet bevegelse

Newtons lover i én dimensjon

Kap Rotasjon av stive legemer

Spinntur 2017 Rotasjonsbevegelse

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag Eksamen i Fys-mek1110 våren 2008

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

Kap Rotasjon av stive legemer

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2015

Impuls, bevegelsesmengde, energi. Bevaringslover.

Fysikk 2 Eksamen høsten Løsningsforslag

Kap Rotasjon av stive legemer

Transkript:

Gavtasjon og planetenes bevegelse Statkk og lkevekt 1.05.016 FYS-MEK 1110 1.05.016 1

Ekvvalenspnsppet gavtasjonskaft: gavtasjonell masse m m F G G m G 1 F g G FG R Gm J J Newtons ande lov: netalmasse m a F ma F a ekvvalenspnspp: m a m G a = g FYS-MEK 1110 1.05.016

FYS-MEK 1110 1.05.016 3

https://www.youtube.com/watch?v=e43-cfukegs FYS-MEK 1110 1.05.016 4

Ekvvalenspnsppet FYS-MEK 1110 1.05.016 5

Potensell eneg tl tyngdekaften en masse m bevege seg tyngdefeltet tl massen M fa punkt A tl B W B F d A konsevatv kaft: abed uavhengg av veen bae den adale komponenten bda: W B mm ( G d ) B GmM d 1 1 GmM A B A A U( A ) U( B ) potensal: U( ) G mm v kan velge nullpunktet: U( ) 0 F U G mm G mm ˆ u FYS-MEK 1110 1.05.016 6

Eksempel: De la tee à la lune Jules Vene, 1865 Hvo sto må hastgheten v u tl kanonkulen (masse m K ) væe fo å folate joden (=kke falle tlbake)? V se bot fa luftmotstand, jodens otasjon, og gavtasjonskaft fa månen tl posjektlet. 0 U K U Gavtasjon e en konsevatv kaft: 0 1 1 K 1 Kvu m G mkm R J J 0 0 masse tl joden: adus tl joden: m J R J gavtasjonskonstant: 5.9710 6.3810 4 6 kg m G 6.6710 11 N m kg unnslpnngshastghet v u GmJ 4 R J 1.110 m/s uavhengg av m K FYS-MEK 1110 1.05.016 7

http://pngo.upb.de/ access numbe: 89189 Avhenge unnslpnngshastgheten fa en planet uten atmosfæe av lansengsvnkelen? 1. Ja. Ne 3. avhengg av planetenes vnkelhastghet Gm v u R hvs planeten otee state aketten med ntalhastghet v 0 = ωr tangensal etnng FYS-MEK 1110 1.05.016 8

Påvknng av jodens otasjon vnkelhastghet: jodens adus: 5 s -1 7.910 T R 6.3810 6 m R et punkt på ekvato ha en hastghet tangensal etnng: v T R 465 m/s hastghet Cape Canaveal (=8.5 N): v T R cos 409 m/s gats hastghet hvs aketten skytes mot øst FYS-MEK 1110 1.05.016 9

Gavtasjon F sol på planet G msm P uˆ sentalkaft v ha beegnet banen numesk foelesnng 11. feb. (komet.m) ntalbetngelse: 4 ˆ 0 v 0 0.5 ˆj 0.5 ˆj 0.6 ˆj 1.0 ˆj små ntalhastghet lukket ellptsk bane sto ntalhastghet objekt fjene seg mot uendelg v kan fnne ntalbetngelse fo skelbane FYS-MEK 1110 1.05.016 10

http://pngo.upb.de/ access numbe: 89189 En planet (P) bevege seg en ellpsebane om solen (S). Mens planeten bevege seg fa Aphelon tl Pehelon gjø solens gavtasjonskaft: 1. Et postvt abed på planeten.. Et negatvt abed på planeten. 3. Null abed på planeten. enegbevang: K A U A K P U P U GmSm ) P ( A P U U K A K P W A P = K P K A > 0 gavtasjon gjø postvt abed, faten øke fa aphelon tl pehelon FYS-MEK 1110 1.05.016 11

Keples love fo planetenes bevegelse (1609) 1. Planetene bevege seg ellpsebane; solen e et av fokuspunktene.. En lnje mellom solen og planeten tegne lke aeale ove lke tdsntevalle t t 3. T a 3 hvo T e peodetden og a e støste halvakse b a bevs fo 1. og 3. lov keve mye matematkk... v se næmee på. lov FYS-MEK 1110 1.05.016 1

. En lnje mellom solen og planeten tegne lke aeale ove lke tdsntevalle en lnje fa solen tl planeten bevege seg en vnkel d et tdsntevall dt aeal av tekant: sektohastghet: da da dt 1 1 d d dt d Keples ande lov: v da dt da v konst. d hastghet e tangensal v vsn d dt da dt 1 v sn 1 v 1 mv m Keples ande lov bevang av spnn 1 m L spnn e bevat fod: dl F 0 dt FYS-MEK 1110 1.05.016 13

Statkk og lkevekt massesentesats v anvende Newtons love og spnnsatsen fo legeme lkevekt legeme som kke bevege seg F d R ma m dt P A dp dt akseleasjon tl massesenteet bevegelsesmengde tl massesenteet spnnsats om massesenteet cm cm, F dl dt cm cm L cm kaftmoment fa yte kefte om massesenteet spnn om massesenteet lkevekt: P 0 og 0 L cm nødvendg betngelse: F 0 og cm 0 FYS-MEK 1110 1.05.016 14

v se på et system hvo 0 F kaftmoment om vlkålg punkt O: O F R F cm F O 0, ( R cm F cm, cm F, ) fo statske pobleme e: 0 cm fo alle punkte O v kan velge et hensktsmessg punkt O FYS-MEK 1110 1.05.016 15

http://pngo.upb.de/ access numbe: 89189 En masseløs stav med lengde L henge fa taket en sno festet sentum av staven. En kule med masse M henge fa den venste sden av staven. Hvo må v henge en annen kule med masse 3M fo at staven skal fobl hosontal? A. x = L 3 B. x = 3 L 4 C. x = 4 L 5 D. x = 3 L 5 FYS-MEK 1110 1.05.016 16

y F N Mg ˆj 3Mg ˆj 0 x N 4Mg ˆj M 3M kaftmoment om mdtpunkt av staven: m 1 LMg ( x 1 1 L)3Mg 3 L L 3x x 3 L 0 kaftmoment om venste enden: 1 0 L4Mg x3mg 0 L 3x x 3 L 0 FYS-MEK 1110 1.05.016 17

Eksempel Et sklt med masse m henge enden av en masseløs stav med lengde L. Staven e festet med et hengsel punktet O. I den ande enden e staven festet med en kabel som ha en vnkel med hosontalen. Hva e snodaget kabelen? Hva e kaft på hengselet? O F T G x etnng: F x T cos 0 y etnng: T sn mg 0 F y kaftmoment om O: O LT sn Lmg 0 T mg sn snodaget bl sto fo små vnkel F y mg sn mg sn F y 0 kaft hengselet e hosontal: F x T cos mg tan FYS-MEK 1110 1.05.016 18

http://pngo.upb.de/ access numbe: 89189 En sten på m=1 kg henge en masseløs sno fa en ende av en metestokk. Hva e massen M tl metestokken desom stokken e lkevekt nå den balansee på en støtte på 0.5m meket? A. 0.5 kg B. 0.5 kg C. 1 kg D. kg E. 4 kg y O x FYS-MEK 1110 1.05.016 19

kefte på stokken: snodaget T mg j nomalkaft gavtasjon y ˆ N N ˆj G Mg ˆj N angpe massesenteet tl stokken T O x G kaftmoment om O T L 4 G L 4 0 mg Mg massen tl metestokken e M = 1 kg FYS-MEK 1110 1.05.016 0

Eksempel: stge F O N kefte: gavtasjon G nomalkeftene N 1, N fksjonskeftene F 1, F x etnng: N F 0 1 y etnng: N F G 0 1 G L 1 cos 1 kaftmoment: N L F Lsn G cos 0 O y x F 1 N 1 3 lgnnge men 4 ukjente: N 1, N, F 1, F poblemet e ubestemt v tenge me nfomasjon fo å fnne keftene eksempel: v anta at veggen e fksjonsf: F 0 nå kan v fnne keftene N 1, N, F 1 som funksjon av vnkelen og vekten tl stgen FYS-MEK 1110 1.05.016 1

http://pngo.upb.de/ access numbe: 89189 En stge (S) med masse M stå mot veggen. Fksjon mellom veggen og stgen e neglsjeba. En peson (P) med masse m klate opp stgen. Faen fo at stgen skl bl N 1. støe. mnde 3. e det samme kaftmoment om kontaktpunkt på gulvet: peson klate opp støe kaftmoment fa gavtasjon (postv) tenge støe kaftmoment fa N fo at τ = 0 nomalkaften N fa veggen øke fksjonskaften F 1 øke slk at F x = 0 faen fo at stgen skl øke y G S G P x F 1 N 1 FYS-MEK 1110 1.05.016