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!

Dinamika 2.

335
Kérhetek segítséget a következő feladatokhoz? 308. 313. 315. 316. 319.
Előre is köszönöm!
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
fizika
0
Középiskola / Fizika

Válaszok

5
3.8.
Nem fotóztad le a 3.3-as feladatot, ahol a feltételek vannak felírva. Feltételezem, hogy az van ott, hogy a fonal súlytalan és a csigák is súlytalanok.

A kötélerő mindenhol ugyanaz kell legyen a folytonos kötél mentén, mert a kötél súlytalan. (Ha nem egyforma lenne a kötélerő, vagyis egy fonaldarabra hatna valamekkora eredő erő, akkor a gyorsulás végtelen lenne a nulla tömeg miatt.)
Szóval legyen a kötélerő jele `K`, rajzold be ezt mindenhová: `m_1`-et felfelé húzza `K`, aztán a bal oldali csiga mindkét oldalán lefelé van `K`, a fal ezért `2K` erővel tartja a csigát, a jobb oldali csiga két oldalán felfelé van `K` erő, és a kötél végén a fal is `K` erővel tartja a kötelet.

Ezen kívül az `m_1` tömegre hat még lefelé `m_1·g`, az `m_2`-re pedig `m_2·g`.

Előre gondolkodás: Az `m_2` tömeget feleakkora nagyságú `m_1` tartaná egyensúlyban. Most `m_1` ennél nagyobb, ezért `m_1` lefelé fog gyorsulni, `m_2` pedig felfelé. Ez ki fog jönni majd a továbbiakból, de előre ezt tippelem, illetve ilyen feltételezéssel fogom felírni az egyenleteket. Ha mégse ez lenne, akkor majd negatív erők vagy gyorsulások jönnek ki.
Szóval azt feltételezem, hogy az `m_1` tömeg `a_1`gyorsulása lefelé irányú, az `m_2` tömeg `a_2` gyorsulása pedig felfelé.

A két tömegre felírva Newton 2. törvényét:
`m_1·g-K = m₁·a_1`
`2K-m_2·g = m₂·a_2`
(Ezeket ugye érted? Ha nem, kérdezz rá.)

Három ismeretlen van, úgyhogy kell még egy egyenlet:
`a_1=2·a_2`
Ennek az az oka, hogy ha a jobb oldali csiga felemelkedik `x` cm-rel, akkor a fonal `2x` cm-rel kell feljebb menjen, hisz a csiga mindkét oldalánál `x` cm fonaldarab van. Ezért `m_1` sebessége illetve gyorsulása is dupla akkora, mint `m_2`-é.

Oldd meg az egyenletrendszert.
1

3.13.
Itt is hivatkoznak a 3.3-as feladatra, igazán érdekel, mik vannak odaírva...

Az `m_1·g` nehézségi erőt fel kell bontani két komponensre. Rajzold fel a hasonló háromszögeket a lejtővel párhuzamos (`F_p`) és arra merőleges (`F_m`) komponensekkel.
`F_p=m_1·g·sin\ α`
`F_m=m_1·g·cos\ α`

A kötélerő legyen `K`.
Most nincsenek adatok megadva, tehát bármi lehet a végeredmény... Az egyenleteket azzal a feltételezéssel fogom felírni, hogy `m_2` gyorsul lefelé.

Mindkét test ugyanakkora `a` gyorsulással fog gyorsulni, mert a kötél nem nyúlik meg.

a) Súrlódás nélkül:
`K-F_p = m_1·a`
`m_2·g-K = m_2·a`
-----
`m_2·g-(m_1·a+F_p) = m_2·a`
`m_2·g-F_p = (m_1+m_2)·a`
`m_2·g-m_1·g·sin\ α = (m_1+m_2)·a`
`a=g·(m_2-m_1·sin\ α)/(m_1+m_2)`

b) Ha van súrlódás, akkor hat `m_1`-re egy `F_s=µ·F_m` súrlódási erő is. Az iránya attól függ, merre lesz az elmozdulás, szóval ellentétes azzal. Feltételezve, hogy balra gyorsul: (most a feltételezés nem elegendő egyébként. Ha nem igaz, akkor teljesen más egyenlet lenne (mínusz helyett plusz van), nem csak annyi, hogy a végén negatívra jön ki valamelyik erő mondjuk...)
Az első egyenlet helyett ez van:
`K-F_p-F_s = m_1·a`
A befejezést rád bízom.
1

3.15.
Kezdetben állandó sebességgel halad:
`v=72 (km)/h=20m/s`
`m=500\ t=500·10^3kg=5·10^5kg`
`µ="0,01"=10^(-2)`
`F_s=µ·m·g=...` számold ki
Mivel állandó a sebesség, ugyanekkora a húzóerő is:
`F_h=...`

Leszakadás után a súrlódási erő lecsökken, ezért gyorsulni fog a szerelvény.
`m_1=4·10^5kg`
`F_h-µ·m_1·g=m_1·a_1`
`a_1=...`

A másik része a súrlódás miatt lassul:
`m_2=1·10^5kg`
`µ·m_2·g=m_2·a_2`
`a_2=...`
Ennyi idő alatt lassul le:
`v=a_2·t`
`t=...`
Ez alatt megtett ennyi utat:
`s_2=1/2·a_2·t^2`
(Mindegy, hogy nulláról gyorsul fel `v`-re, vagy `v`-ről lassul le nullára, ugyanannyi utat tesz meg. Lehetne hivatalosan is számolni azzal, hogy `v` kezdősebességgel és `a` lassulással megtett  út:
`s_2=v·t-1/2·a_2·t^2`
de ugyanaz jön ki így is. Próbáld ki...)

A nagyobbik szerelvény által megtett út:
`s_1=v·t+1/2·a_1·t^2`

A végén a távolság a két rész között:
`s=s_1-s_2`
1

3.16.
`m=20\ g="0,02"\ kg`
`v=1000m/s`
Egy lövedék impulzusa `I_1=m·v=...` számold ki.
Mondjuk 1 perc alatt ennek a 240-szerese csökken le nullára a becsapódások miatt.
`ΔI=240·I_1=...`
`Δt=60\ s`
Az átlagos erő pedig:
`ΔI=F·Δt`
`F=(ΔI)/(Δt)=...`

b)
Ugyanakkora, hisz az impulzusmegmaradás miatt amekkora impulzusa van a golyóknak, ugyanakkora ellentétes irányú impulzusa van a puskának is. Ezért az a `(ΔI)/(Δt)` is pont `F`.
1

3.19.
`m="0,2"\ kg`
`h_1="1,2"\ m`
`h_2="0,9"\ m`
`Δt="0,015"\ s`

A labda sebessége leérkezéskor az energiamegmaradásból számolható:
`m·g·h_1=1/2·m·v_1^2`
`v_1=sqrt(2g·h_1)`
Az ütközéskor veszít az energiájából, ezért nem ugyanekkora sebességgel pattan vissza, hanem kisebbel, amivel csak `h_2` magasra megy fel, az is hasonlóan számolható:
`v_2=sqrt(2g·h_2)`
Ez ellentétes irányú, ezért az impulzus változása:
`ΔI=m·v_1+m·v_2`
a váltás `Δt` idő alatt következik be, ezért az átlagos erő:
`ΔI=F·Δt`
`F=(ΔI)/(Δt)`

b)
Hmm, itt nem tudom, mit kellene pontosan kiszámítani. Lehet, hogy azt, hogy mennyi az a `t_1` idő, amíg lefelé esett a labda, meg mennyi az a `t_2`, amíg felfelé ment. Mindkét ideig `m·g` erő hatott rá, közben `Δt` ideig `F`. A súlyozott átlag:
`F_"átl"=(t_1·m·g+t_2·m·g-Δt·F)/(t_1+t_2+Δt)`
(Azért negatív a visszapattanáskor, mert az `F` erő felfelé mutat.)

Viszont azt hiszem, gyorsabban is lehet számolni: Kiinduláskor `h_1` magasan nulla a sebesség, a végén amikor `h_2` magasra került, akkor is nulla, ezért a teljes folyamat során az impulzusváltozás nulla. Így az átlagos erő is nulla. Szóval az előző csúnya képletre nincs szükség, a válasz az, hogy 0.
1