LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 13. Systemets masscentrum G ligger hela tiden vid axeln. Kraftekvationen för hela systemet:

Relevanta dokument
LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 1. Systemets masscentrum G ligger hela tiden vid axeln. Kraftekvationen för hela systemet: F = ma

45 o. Mekanik mk, SG1102, Lösningar till problemtentamen, KTH Mekanik

Tentamen i mekanik TFYA kl

Tentamen i mekanik TFYA16

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4

6.4 Svängningsrörelse Ledningar

Lösningar till problemtentamen

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Biomekanik, 5 poäng Kinetik

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY

Lösningar till problemtentamen

Tentamen i mekanik TFYA kl. 8-13

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY. Omtentamen

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 14. Kroppen har en rotationshastighet. Kulan P beskriver en cirkelrörelse. För ren rotation gäller

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

x(t) =A cos(!t) sin(!t)

Lösningsförslag, v0.4

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 9. Förklaring till dragkraftens storlek är: f

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs. Problemtentamen

Denna vattenmängd passerar också de 18 hålen med hastigheten v

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 2 OBS! En fullständig lösning måste innehålla en figur!

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

betecknas = ( ) Symmetriska egenskaper hos derivator av andra ordningen. (Schwarzs sats)

Lösningsförslag Dugga i Mekanik, grundkurs för F, del 2 September 2014

Följande uttryck används ofta i olika problem som leder till differentialekvationer: Formell beskrivning det finns ett tal k så att A=kB

Harmonisk oscillator Ulf Torkelsson

Hur Keplers lagar för planetrörelser följer av Newtons allmänna fysikaliska lagar.

Matematisk statistik

Mekanik F, del 2 (FFM521)

undanträngda luften vilket motsvarar Flyft kraft skall först användas för att lyfta samma volym helium samt ballongens tyngd.

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Lösningsskiss för tentamen Mekanik F del 2 (FFM521/520)

Kap 6 Partikelns kinetik

Statistisk mekanik: exempel. Molekylfysik.

2. Beräkna. (z-koordinaten för masscentrum för en homogen kropp som upptar området K) ½ u = xy 3. Använd variabelbytet v = y x.

10. MEKANISKA SVÄNGNINGAR

Svar till repetitionsuppgifter i Fysik B på Kap 1 Kraft och rörelse samt Kaströrelse.

Lösningar/svar till tentamen i F0031T Hydromekanik Datum:

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Partikeldynamik Problemsamling Lösningar

Lösningar till övningar Arbete och Energi

Ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

10 Relativitetsteori och partikelfysik

Svar till tentan

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

7,5 högskolepoäng. Provmoment: tentamen Ladokkod: TT081A Tentamen ges för: Högskoleingenjörer årskurs 1. Tentamensdatum: Tid:

Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, Beta, typgodkänd kalkylator, lexikon, samt en egenhändigt skriven A4-sida med valfritt innehåll.

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Lösning. (1b) θ 2 = L R. Utgå nu från. α= d2 θ. dt 2 (2)

Armin Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR. n. Om O betecknar origo och T masscentrum då gäller ===========================================================

SF1626 Flervariabelanalys

4.2 Sant: Utfört arbete är lika stort som den energi som omvandlas p.g.a. arbetet. Svar: Sant

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

-rörböj med utloppsmunstycke,

1. För en partikel som utför en harmonisk svängningsrörelse gäller att dess. acceleration a beror av dess läge x enligt diagrammet nedan.

Bevarandelagar för fluidtransport, dimensionsanalys och skalning (Kapitel 3)

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

Svar: Inbromsningssträckan ökar med 10 m eller som Sören Törnkvist formulerar svaret på s 88 i sin bok Fysik per vers :

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 10. från jorden. Enligt Newtons v 2 e r. där M och m är jordens respektive F. F = mgr 2

Massa, rörelsemängd och energi inom relativitetsteorin

Deltentamen. TMA044 Flervariabelanalys E2

Tentamen i mekanik TFYA kl

Tentamen i mekanik TFYA16

ID-Kod: Program: Svarsformulär för A-delen. [ ] Markera om du lämnat kommentarer på baksidan.

9.1 Kinetik Rotation kring fix axel Ledningar

Tentamen i mekanik TFYA16

6 Vägledning till övningar

6.2 Partikelns kinetik - Tillämpningar Ledningar

15 Multipelintegraler, sfäriska koordinater, volymberäkningar

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)

Lösning, Analytisk mekanik, 5C1121, Tentamen,

.4-6, 8, , 12.10, 13} Kinematik Kinetik Kraftmoment Vektorbeskrivning Planetrörelse

KAP. 2 Kinetiska egenskaper (gäller både dispersioner och lösningar av makromolekyler)

Kursinformation i Partikeldynamik för M (TMME08)

Lösningar och svar till uppgifter för Fysik 1-15 hösten -09

a) Sketch a p-v diagram of the process; be sure to include b) What is the initial temperature of the steam in the tank ( C)?

Introhäfte Fysik II. för. Teknisk bastermin ht 2018

9 Rörelse och krafter 2

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

Lösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

. Bestäm för denna studs stöttalet e! Lösning: Energiprincipen för bollens fall ner mot underlaget ger omedelbart före stöt:

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

b) Vi använder cylindriska skal och snittar därför upp området i horisontella snitt.

b) När den brutna strålen fortsätter och nästa gång når en gränsyta mot luft kommer den att ha infallsvinkeln

Fysiktävlingen Lösningsförslag. Uppgift 1. Vi får anta att kinetisk energi övergår i lägesenergi, och att tyngdpunkten lyftes 6,5 m.

Mekanik för I, SG1109, Lösningar till problemtentamen,

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

Uppgift 3. (1p) Beräkna volymen av pyramiden vars hörn är A=(2,2,2), B=(2,3,4), C=(3,3,3) och D=(3,4,9).

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

WALLENBERGS FYSIKPRIS

9 Rörelse och krafter 2

Tentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08

Transkript:

LEDNINAR TILL PROBLEM I KAPITEL 3 LP 3. Systeets asscentru ligger hela tiden id aeln. Krafteationen för hela systeet: F = a P = M+ LP 3. Anänd definitionen a inetis energi. Varje ula har en cirelrörelse. T = T = ( cω) + ( b + c ) ω + ( b + c ) ω LP 3.3 Lagen o inetisa energins tå delar an anändas. Sabandet = Rω är giet. T = + rel T = + ( R ) = 5 4 9 ω LP 3.4 Den öre ulan har en fart bω i asscentrusysteet. Den absoluta hastigheten är etorsuan a systeets hastighet och den relatia hastigheten = + rel. Rörelseängd definieras p = en beränas oftast enligt p= p = bωsin θ, bωcos θ, p = + bωsin θ, bωcos θ, p= p + p = (,, )= e

LP 3.5 Kinetisa energin beränas antingen so agn ulor T = T + T [ ] T = M + ( rωsinθ) + ( rωcosθ) + [ ( + rωsinθ) + ( rωcosθ) ]= ( M+ ) + r ω eller ed lagen o inetisa energins tå delar: T = + rel T = ( M+ ) + r ω LP 3.6 Tecna först ulornas oordinater och tidsderiera för att få hastigheten. = A b sinθ = b θ A cos θ y = B b cosθ y = b θ B sin θ () Kinetisa energin beränas här ed definitionen T = + T = ( b θ cosθ ) + b θ cosθ Sätt in sabandet (): T = b bsinθ cos θ + = + tan θ LP 3.7 Rörelseängdsoentet för ett partielsyste ed aseende på origo definieras H = r O a) H = be bωe + ( be + be ) bωe O y y = b ωe + b ωe b ωe = b ωe + b ωe b) H = be bωe = b ωe A y c) H = H e = b ω eller H = b ωe O

LP 3.8 Krafteationen F = a projicerad i tangentialritningen: 3c θ = R 3gsinθ noralritningen: 3cθ = R 3gcosθ t n LP 3.9 a) I asscentrusysteet syns bara rotationen rel = Rωeθ = Rωcosθe Rωsinθe A y b) Den absoluta hastigheten är A = + A rel = + Rωcosθ e Rωsinθe A y LP 3. O agnens förflyttning är åt höger blir lådans förflyttning åt änster. Trådraften S på lådan gör lia stort arbete so trådraften S på agnen. Det totala arbetet blir därför noll. Lagen o inetisa energin U = T T för hela systeet: P µ g µ g = M + ẋ = ( P µ g) M+ Resultatet blir detsaa so när an ränar fritionsraftens arbete id den relatia förflyttningen. LP 3. Krafteationen F = a för hela systeet: P : P + N g = N = g Lagen o inetisa energin U = T T för hela systeet: Kraften P är onstant. P ( bsinθ bsin β)= Pb = ( sinθ sin β)

LP 3. O stora lådans förflyttning neråt är blir lilla lådans förflyttning. Trådraften S på stora lådan gör då lia stort arbete so trådraften S på lilla agnen. Det totala arbetet blir noll. Lagen o inetisa energin U = T T för hela systeet: g sin β g sin β + = + = + gsin β + 4 Obserera att för (lilla lådan finns ej) blir = gsin β LP 3.3 Kropparna har lia stor förflyttning och aielsen från utgångsläget allas. Trådraften S är lia i hela tråden. S på den ena roppen gör då lia stort arbete en ed annat tecen so trådraften S på den andra. Det totala trådraftarbetet blir därför noll. Den eanisa energin bearas efterso de enda rafter so gör arbete (fjäderraften och tyngdraften) är onseratia. T + V = T + V för hela systeet: + p + + gsin β pg = + = gp sin + p β

LP 3.4 Krafteationen F = a projicerad i tangentialritningen: 3c θ = Rt 3gsinθ () noralritningen: 3cθ = R 3gcosθ () Nu åste θ och θ bestäas på annat sätt! n Moenteationen M = H ger [ ] 3gc sin d θ = + ( + ) t c θ b c θ d 3gcsinθ = b + 3c θ (3) Lagen o eanisa energins bearande T + V = T + V: c θ + ( b + c ) θ 3gc cos θ = + = b + 3c θ 6gccosθ (4) Sätt in (3) och (4) i () och ()! b R = 6 b c g b c t sinθ ; R n g + 3 = + 9 3 sinθ b + 3c LP 3.5 O agnens förflyttning åt höger är blir lådans förflyttning åt saa håll. aielsen från utgångsläget allas. Trådraften S på lådan gör då lia stort arbete en ed otsatt tecen so trådraften S på agnen. Det totala trådraftarbetet blir därför noll. Fritionsraften ellan lådan och agnen är id glidning f = µ N = µ g Lagen o inetisa energin U = T T för hela systeet: P µ g µ g M + = + S f N N f g S S S P ẋ = P µ g M+ 4 Efterso lådans relatia förflyttning är blir resultatet ẋ = P µ g d M+ 4

LP 3.6 O alla förluster försuas är det bara tyngdraften so gör arbete. Systeet är onseratit och den eanisa energin bearas: T + V = T + V för hela systeet: Låt den potentiella energin ara noll i slutläget. + = + g y Tågets asscentru beränas so asscentru för en urbåge. Masscentru för en urbåge otsarande en inel β är y = sin β R. β Här är R β = l β = l R Insättning ger g R l = + 4 sin l R LP 3.7 Kropparna rör sig fritionsfritt. Det finns då ingen yttre horisontell raft på hela systeet. Krafteationen säger då att systeets rörelseängd är en rörelseonstant. Krafteationen F = a F = = : p + = + p p = p + = onstant () Här har antagits att är asscentrus hastighet åt änster då fjäderförortningen är aial. Efterso fjäderraften är den enda raft so gör arbete bearas ocså den eanisa energin T + V = T + V för hela systeet: + p = δ + ( p + ) = + ( + ) + p δ p () p Insättning a () i ()! δ = p+

LP 3.8 Begynnelseilloret är t = = = Krafteationen F = a ger o trådraften allas S för assan : : S = för assan M: : Mg S = M Adderas dessa tå eationer eliineras den inre raften S. Resultatet är en sängningseation: Mg = ( M + ) so an srias på standardforen + M Mg = + M+ eller + ω = n Mg M+ Den allänna lösningen är Begynnelseilloret ger Mg = Acosωt+ Bsinωt+ = Aωsinωt+ Bωcosωt Mg = Acos+ Bsin+ A = = Aωsin+ Bωcos B = Mg Lösningen är alltså Mg = cosωt

LP 3.9 Kulan A har en cirelrörelse. Farten an då srias radien gånger inelhastigheten: = A b + c θ. Bestä alltså θ so funtion a tiden! Moenteationen ed aseende på den fia punten O M = H an projiceras på -aeln M = H, ilet ger O O [ ] d M t c b c = θ + ( + ) θ d M = ( b + 3 c ) θ θ = M ( b + 3c ) θ är alltså onstant och tidsintegrering ger θ = b c M t = + A b + 3c Krafteationen F = a projicerad i Mt ( b + 3c ) tangentialritningen: R = 3 t c cm θ R = 3 t b + 3c noralritningen: R = 3 n cθ cm t R = 3 n b + 3c LP 3. Krafterna på systeet är tyngdraft 5g, noralraft N och fritionsraft f. Krafteationen F = a i rörelseritningen: 5gsin β f = 5 () Moenteationen M = H ed aseende på en horisontell ael geno M = H ger d f R = R R dt 4 θ eller f = 4R θ () Eliinera fritionsraften f addera eationerna () och (). Rullningsilloret är giet i teten: = Rθ = R θ (3) Insättning a () och (3) i () ger = 5 gsin β 9

LP 3. Vagnarna rör sig fritionsfritt. Det finns då ingen yttre horisontell raft på hela systeet. Krafteationen säger då att systeets rörelseängd är en rörelseonstant. Krafteationen F = p F = p = ṗ p = rörelseonstant Antag att den änstra agnens nya hastighet är åt höger och den högra agnens nya hastighet är åt änster. Rörelseängden är hela tiden densaa: ( + ) = ( + ) + ( + ) : + M M M M M M = ( + ) + [ ] () ( + ) = ( + ) ( + ) : + M M M M O () sätts in i denna eation fås = ( M M + + ) [ ] O assorna är lia : M = fås = [ 3 ]; = 3 Den nya relatia farten för agnarna blir då 3 5 rel = + = 6 [ ]

LP 3. Det finns inget yttre raftoent ed aseende på en ertial ael geno den fia punten O so erar på hela systeet. Moenteationen M = H för hela systeet = Ḣ H är en rörelseonstant: l ( sin β) ω + l ( sin β) ω = ( lsin β) ω ω = + ω 4 b) Fritionsrafter sanas. Noralrafterna på partiel och rör gör tillsaans inget arbete. Endast tyngdraften gör arbete och den eanisa energin bearas. T + V = T + V för hela systeet ger o u är den relatia hastigheten. ( lsin βω ) + ( lsin βω ) + = u + u +( lsin βω) glcosβ glcosβ [ ] + u lsin βω = 9 + glcosβ 6( + ) + LP 3.3 Kulorna har farten bθ och tyngden har saa fart rθ so cirelsians periferi. Rörelseängdsoentet för tyngden bestäs so häar gånger rörelseängd. Moenteationen för hela systeet ed aseende på rotationsaeln: M = H d gr = b + r r dt θ θ gr = b + r θ θ = gr b + r Alternatit utnyttjas lagen o eanisa energin. Tyngden sjuner sträcan rθ och asscentru för ulorna ändrar ej niå. Lagen o eanisa energins bearande T + V = T + V för hela systeet b θ + ( rθ ) grθ = + Tidsderiering ger b θθ + r θθ = grθ θ = gr b + r

LP 3.4 Trådraft S, noralraft N, fritionsraft f och tyngdraft g erar på roppen på planet. Den hängande roppen påeras a trådraft S och tyngdraft Mg. De båda trådrafterna gör lia stort arbete så att det totala trådraftarbetet blir noll. Fritionsraften är id glidning f = µ N = µ g. Tyngdraftens och fritionsraftens arbete bestäs so raft gånger äg edan fjäderraftens arbete åste bestäas ed integrering efterso fjäderraften ej är onstant. Lagen o inetisa energin U = T T för hela systeet: Mg µ g = M + ẋ = ( Mg µ g ) M+ LP 3.5 Fritionsrafter sanas. Det totala trådraftarbetet blir noll efterso tråden är oelastis. Noralraften på ropp A gör inget arbete. Endast tyngdraften gör arbete och den eanisa energin bearas. Lagen o eanisa energins bearande T + V = T + V för hela systeet ger för de tå tillstånd då farten är noll π β + AgR( cosβ)+ = + + Bg R Rsin 4 A B = β β cos + sin cosβ

LP 3.6 Till en början är förflyttningarna för ropparna lia. Trådraften S är densaa i hela den öre tråden. Trådrafternas totala arbete är då noll. Saa resoneang gäller den orta tråden. Tyngdraften är den enda raft so gör arbete för den första fasen a rörelsen och systeet är onseratit. Lagen o eanisa energins bearande T + V = T + V för hela systeet ger för begynnelsetillståndet och tillståndet stra innan den undre iten stöter ot golet + + + gh gh = + 4 gh = + Nu är den undre iten i ila och har förlorat energi id stöten ot golet. Efter stöten gäller doc lagen o eanisa energins bearande för resten a systeet. Låt ara farten just innan iterna nuddar arandra. + + gl gl = + + ( ) ( + ) gl + 4 gh = + + + Villoret = ger då l ( ) ( + ) = + h