Ma?l: At lære om ikke-lineær bevægelse og de informationer der kan trækkes ud af en hastighedsgraf.Nøglebegreber: Hastighedsgraf, resulterende kraft, Newtons love, luftmodstand. Kilder: Note om bevægelseslære, side 12, note om kraft og bevægelse, side 4-7 og 11-13.
En regndra?be dannes i en sky, hvorfra den falder ned. Skyen befinder sig i 2 km højde over jordoverfladen. Figuren nedenfor viser, hvordan hastigheden af regndra?ben vokser under faldet. Pa? regndra?ben virker to kræfter, nemlig tyngdekraften og luftmodstanden.
Problemet minder meget om de faldende kageforme i filmen ”Luftmodstand”. I filmen var forma?let dog andet, nemlig at undersøge sammenhængen mellem luftmodstand og fart ved at variere massen af kageformene. Her er forma?let at studere hele bevægelsen, men fysikken er naturligvis den samme. Det kan være en fordel at (gen)se filmen ved løsning af opgaven.
a) Forklar grafens forløb. Du skal undervejs forklare hvorfor grafen flader ud, hvordan luftmodstanden og tyngdekraften ændres undervejs og hvordan det kan konkluderes, at ????tyn = ????luft na?r tiden er 5 sekunder eller større. Du skal inddrage Newtons 2. lov og ogsa? gerne formlen for luftmodstand. Grafen viser hvordan hastigheden af den faldene regndråbe udvikler sig når man ikke ser på luftmostanden. Vi kan se at grafen flader ud pga. den stigende luftmodstand under faldet. Ud fra grafen kan det udledes at regndråbens fart stiger eksplosivt de første 5 sekunder hvorefter regndråbens hastighed bliver konstant på ca. 8 m/s. Dette kan ses i forhold til Newtons 2. lov som bruges til at regne på bevægelser. Et legeme med massen m som er påvirket af en resulterende kraft med størrelsen Fres, vil blive accelereret i kraftens retning. Accelerationens størrelse er a=Fresm. Man vil herudfra kunne kortlægge hvordan bevægelsen udvikler sig, hvis man kender objektets masse og en resulterende kraft. Ud fra formlen ved vi at accelerationen vil være omvendt proportional med massen. Dette kan også ses ud fra grafen at regndråben har let ved at accelerere, hvor et mere massivt objekt vil have sværere ved det.
Det er gratis at oprette en konto