Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Fizika

453
KÉRKEL SZÉPEN NAGYON SŰRGŐS!!! :(((
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Általános iskola / Fizika

Válaszok

2
Jó, amiket bertalanp99 írt, de nincs szükség szögfüggvényekre, hasonló háromszögekkel egyszerűbb. (Majd írok egy még egyszerűbb megoldást is energiamegmaradással, de ez a "hivatalos" módszer, ahogy a lejtőn lévő testek mozgását ki lehet számolni az erőkkel.)

Nézzük `m_2`-nél az erőket. A legfontosabb a `G_2` nehézségi erő felbontása két komponensre, ezt jél be kell rajzolni az ábrába. Itt van egy hasonló ábra csak erről a felbontásról:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ec/Rownia.svg/715px-Rownia.svg.png
(Tükrözve van, remélem, nem gond.)
Szóval az ábrán a testre hatnak a `G` valamint `N` erők, ezek a pirosak. A kék erők egyszerűen a `G` erő felbontásai, nem új erők, ezt fontos megérteni. Nagyon sokfajta két erő-komponensre fel lehetne bontani a `G`-t, de erre a kettőre érdemes: az egyik párhuzamos a lejtővel, a másik merőleges rá.

A `G` erőnek az `F_2` komponense ugyanakkora, mint az `N`, csak ellentétes az irányuk. (Ha nem lennének azonos nagyságúak, akkor a test felugrana a lejtőről...) Ez az erő most nem érdekel minket. Akkor van csak rá szükség, ha súrlódást is kell számolni.

Ami fontos, az az `F_1` komponense a `G`-nek, ez fogja gyorsítani a lejtővel párhuzamosan (pontosabban `F_1`-nek és a `K` kötélerőnek a különbsége gyorsítja, ezen az ábrán nincs ott a `K`.).
Ha megnézed azt a háromszöget, aminek az egyik befogója az `F_1` erő, az átfogója pedig a `G` erő, akkor azt látod, hogy az hasonló a lejtővel, hisz ez a két oldal párhuzamos a lejtő oldalaival. Ha a lejtő magassága `h`, a hossza pedig `ℓ`, ahogy a te rajzodon van, akkor a hasonló háromszögekből ez az arány írható fel:
`F_1/G=h/ℓ`
`F_1=G·h/ℓ=m_2·g·h/ℓ`
Ha ezt kiszámolod, utána már egyszerű minden. (`F_1="0,4"·10·1/5\ N= "0,8"\ N`)

Összefoglalva:
Az `m_1`-re ható erők `m_1·g` lefelé és `K` felfelé, tehát az eredője `m_1·g-K` lefelé.
Az `m_2`-re ható lejtővel párhuzamos erők `F_1` jobbra-lefelé és `K` balra-felfelé, tehát az eredője `K-F_1` balra-felfelé.
A feladat szerint `m_1` lefelé indul el, vagyis a rá ható eredő erő lefelé irányú, elkezd gyorsulni lefelé. Mivel a kötél nem nyúlik meg, az `m_2` test is ugyanakkora gyorsulással kezd elmozdulni balra-felfelé, ezért vettem ezt az irányt az előbb az `m_2` testre ható erők eredőjénél.

Lesz két ismeretlenünk, amik a `K` kötélerő és az `a` gyorsulás, és fel tudjuk írni a két testre a Newton II-t (vagyis az `F=m·a` egyenletet) így:
`m_1·g-K=m_1·a`
`K-F_1=m_2·a`
számokkal:
`"0,8"·10-K="0,8"·a`
`K-"0,8"="0,4"·a`
Ebből kijön `K` (ami nem volt kérdés) és `a` is, az pedig kell:

Egy gyorsuló mozgásról van szó, `h_1="0,2"\ m` utat tesz meg a test `a` gyorsulással. Ki tudjuk számolni, mennyi idő alatt:
`h_1=1/2·a·t^2`
`t=sqrt((2h_1)/a)=....`
A sebesség pedig:
`v=a·t=...`
Számold ki.

---------------
Egy újabb levélben mindjárt írok egy teljesen más megoldást, amivel szerintem kevesebb számolással jön ki a sebesség.
Módosítva: 5 éve
1

A másik megoldás:

Ha `m_1` lement 0,2 métert, akkor `m_2` felfelé ment a lejtőn ugyanennyi hosszúságot. Mennyivel került feljebb? Hasonló háromszögekből (párhuzamos szelők tétele) ki lehet számolni, hogy mennyi az az `x`, amivel magasabbra került:
`h/ℓ=x/"0,2"`
`x="0,2"·h/ℓ="0,2"·1/5="0,04"\ m`
(vagyis 20 centit ment feljebb a lejtőn, amitől 4 centivel került magasabbra.)

Kezdetben vannak valahol, legyen ez a nulla pozíció a helyzeti energia szempontjából. `m_1` lejjebb kerül, tehát csökken a helyzeti energiája ennyivel:
`E_1=m_1·g·h_1`
A másik pedig `x`-szel magasabbra kerül, tehát nő a helyzeti energiája ennyivel:
`E_2=m_2·g·x`

Eredőben csökken a két test együttes helyzeti energiája `E_1-E_2`-vel. Pont ez lesz a két test együttes mozgási energiája:
`E_1-E_2=1/2·(m_1+m_2)·v^2`
`m_1·g·h_1-m_2·g·x=1/2·(m_1+m_2)·v^2`
`"0,8"·10·"0,2"-"0,4"·10·"0,04"=1/2·"1,2"·v^2`
Gyakorlatilag kész, fejezd be a számolást...

(Nem írtam mértékegységeket, mert minden standard volt, ezért m/s lesz a sebesség)
Módosítva: 5 éve
1