*** Fysikuppgiftstråden [För de som inte vill skapa en egen tråd] ***

Om längden innan är L_0 så är våglängden λ_0 = 2L_0 och frekvensen f0 = v/λ_0

Om nu längden är L så är våglängden λ = 2L och frekvensen f = v/λ

Vi vet att f/f0 = 3, alltså är (v/λ_0) / (v/λ) =
3 = f/f0 = (v/λ_0) / (v/λ) = λ/λ_0 = (2L)/(2L_0) = L/L_0

Alltså är L = 3L_0 = 3*25 cm = 75cm

OT, men:

Är det här uppgifter från kursen fysik 2?

Personligen har jag ingen aning

Hej hej!

Har lite uppgifter som jag tycker är knepiga och skulle behöva lite hjälp med ifall någon hjälpsam person har nån minut över

1) En pojke står ute på en klippkant och kastar en sten rakt uppåt med farten 10 m/s? Beskriv stenens läge och hastighet efter 2,5 s efter det att den kastats.

2) Utefter en rät linje ligger tre små laddade partiklar. De två yttersta partiklarna är negativt laddade medan partikeln däremellan är positivt laddad. Den positivt laddade partikeln har laddningen +1,0 nC.
Resonera hur den resulterande kraften som verkar på den positiva laddningen förändras med storleken på de båda negativa laddningarna (framför allt om de inte har samma storlek) samt avståndet mellan dessa och den positiva laddningen.
Ge även två exempel på när den resulterande kraften på den positiva laddningen är noll.

3) Två stycken små positivt laddade kulor befinner sig på 14 cm avstånd från varandra. I det läget är den repulsiva kraften 21 mN. Hur stor är laddningen på vardera kulan om båda kulorna har samma laddning?

4) En plastballong väger 2,50 g. Man fyller den med helium (med densiteten 0,178 kg/m3) så att volymen blir 5,5 liter. I luften råder normala temperatur- och tryckförhållanden (NTP). För att ballongen inte ska stiga till väders så binder man fast den med en tråd som sedan fästs i ett bord. Hur stor blir spännkraften i tråden?

5) En förfalskare vill tillverka ett metallstycke som väger 1,0 kg och som har samma densitet som silver (10,5 g/cm3). Han vill sedan försöka sälja detta som silver. Han tänker försöka göra en legering av bly (med densiteten 11,3 g/cm3) och zink (med densiteten 7,14 g/cm3). Hur många gram av vardera metallen skall han ta? Han kan bortse från volymförändringar då han tillverkar metallstycket.

6) På botten av en sjö ligger en skattkista som man vill få upp. Skattkistan har massan 600 kg. För att lyfta skattkistan krävs kraften 3,8 kN. Hur stor är skattkistans volym?

Du som hjälper mig behöver nödvändigtvis inte svara på samtliga uppgifter utan all hjälp uppskattas oavsett om du besvarar en fråga eller alla. Tack så mycket <3

1) Rörelse med konstant acceleration i vertikalled ger upphov till följande uttryck, som du bör känna igen.
s - s0 = v0*t + (a*t^2)/2

2) och 3) Använda bara Coulombs lag
F = k * (q_1 * q_2)/(r^2)
där q_1 och q_2 är laddningen på två föremål som påverkar varandra med en kraft F, när de är på avståndet r ifrån varandra. Om du har flera än två föremål så måste kraften summeras ihop ifrån varje 2-kroppars interaktion och hänsyn måste tas till både tecken och riktning!

4) Detta är inget annat än Arkimedes princip. Lyftkraften på ballongen är lika med tyngden av den undanträngda vätskan. Alltså
F = V*ρ_luft*g.
Men du har samtidigt att gasen i ballongen påverkas av tyngdkraften, så nettolyftkraften på ballongen blir
F = V*(ρ_luft - ρ_gas)*g
Om du knyter fast den i ett snöre har du även en spännkraft, T, som agerar i negativ riktning. Alltså är
F = V*(ρ_luft - ρ_gas)*g - T
Denna spännkraft ska vara sådan att den totala kraften på ballongen är noll (för den ska jag vara i jämvikt). Alltså
0 = V*(ρ_luft - ρ_gas)*g - T
Resten kan du själv.

5) Du har ämnen x, y, och z som har densiteten ρ_x, ρ_y respektive ρ_z. Du vill skapa ett ämne med densiteten ρ, genom att kombinera ρ_x och ρ_y sådant att ρ = ρ_z. Densitet är (som du bör lära dig att se ifrån endast enheterna) vikt/volym, eller m/V. Så, vi vill alltså att vikten för ditt kombinerade ämne m tillsammans med dess volym V ska ge ρ = ρ_z = m/V. Men... m är ju inget annat än m_x + m_y (som också även ska vara lika med m_z = 1 kg), och V är inget annat än V_x + V_y. Alltså
ρ_z = m_z/(V_x + V_y)
Samtidigt som vi vet att
V_x = m_x/ρ_x, V_y = m_y/ρ_y
Vilket landar oss i
ρ_z = m_z/(m_x/ρ_x + m_y/ρ_y)
Vi kan dock göra ytterligare en observation. Vi vet ju redan att m_x + m_y = m_z, så vi kan skriva
m_y = m_z - m_x
Och får således
ρ_z = m_z/(m_x/ρ_x + (m_z - m_x)/ρ_y) = m_z/(m_x*(1/ρ_x-1/ρ_y) + m_z/ρ_y)
Om vi kastar om lite saker så får vi
m_x*(1/ρ_x-1/ρ_y) + m_z/ρ_y = m_z/ρ_z
m_x*(1/ρ_x-1/ρ_y) = m_z(1/ρ_z - 1/ρ_y)
m_x = m_z(1/ρ_z - 1/ρ_y) / (1/ρ_x-1/ρ_y)

Så där, nu är vi i mål. Om du först räknar ut m_x, så kan du sedan få ut m_y via m_y = m_z - m_x.

6) Återigen, använda bara Arkimedes princip. Dessutom vet du att V_skattkista*ρ_skattkista = m_skattkista

Have fun!

≈ 0,213 m^3

Fick fram detta som volym på skattkistan, rimligt svar?

Tog 600*9,82 - 3800 = vattnets lyftkraft. Sen delade med 9,82 samt delade med 998 (densitet). och fick då fram svaret ovan, vilket borde vara volymen i m^3?
är jag ute i skogen och cyklar eller står jag stabilt på jorden??

Hänger inte riktigt med, hur bör jag gå tillväga för att beräkna?
räkna ut kraften uppåt? minus tyngdkraften ? eller ? har ju inte massa på stenen, på 2.5 sek kan man tänka sig att stenen färdas 25 meter uppåt om den har hastigheten 10m/s? eller är jag efterbliven?

Ser bra ut!

Ja, lite efterbliven är du nog

Nejdå.

Men du behöver ju inte veta dess massa heller. I formeln som jag angav så är:
s - stenens position i vertikalled
s0 - stenens ursprungliga position i vertikalled (du kan sätta detta till 0, så har du valt nollnivån)
v0 - stenens ursprungliga hastighet i vertikalled (den är ju angiven)
a - stenens (konstanta) acceleration i vertikalled (den borde du veta vad den är)
t - tiden. t=0 är när stenen kastas (och har då hastigheten v0 och positionen s0)

Kom ihåg att tecken är viktiga! Låt t.ex. positivt tecken innebära positivt verikalled och var sedan konsekvent med detta, så bör allt reda sig.


Edit: Om du vill så kan jag även härleda ekvationen som jag angav.

haha får skylla på att man är trött o efterbeng haha..

Men jag gör ett försök då. tack för hjälpen återkommer ifall jag inte löser den, min tid börjar bli knapp dock, får hoppas jag hinner med samtliga uppgifter hehe.

accelerationen är ju hastighetsförändringen / tidsintervallet. Kan man tänka sig att hastighetsförändringen = hastigheten? 10m/s där man går från 0-2.5s vilket ger en acceleration på 4m/s²??

Edit: härled gärna, hade sparat tid

här hängde jag inte riktigt med heller. om du skulle vilja vara lite konkretare hade det uppskattats!
Ge gärna två exempel på när den resulterande kraften på den positiva laddningen är noll

Du tänker fel igen. Initiala hastigheten, v0, är 10m/s enligt angivelserna.
Accelerationen är, eftersom vi skiter i exakt alla typer av extern påverkan på stenen förutom gravitationen, lika med tyngdaccelerationen. Alltså a = -g. Jag sätter in ett minustecken eftersom denna acceleration verkar i negativ riktning (nedåt!).

Om vi ska härleda det så börjar vi ifrån Newtons andra lag.
F = m*a
där m är stenens massa (som vi inte vet vad den är.. men det löser sig snart, ska du se) och a är dess acceleration.
Vad är då F? Jo, summan av alla krafter som påverkar stenen (efter att den lämnat handen). Den enda kraften är tyngdkraften (eftersom vi ju skiter i alla andra saker). Vad är tyngdkraften, F_g?
F_g = -m*g
Där g är den så kallade tyngdaccelerationen. Tecknet är för att denna kraften verkar nedåt!
Vi har därför
F = F_g => m*a = -m*g => a = -g.

Så.. vad är då acceleration? Och hur relaterar detta till position?
Jo, accelerationen är förändringshastigheten av hastigheten som i sin tur är förändringshastigheten av positionen. Detta kan skrivas med hjälp av derivator:
a = dv/dt
v = ds/dt
som kombinerat ger
a = d²s/dt²
Alltså har vi
d²s/dt² = -g
Om vi integrerar detta en gång så landar vi i
ds/dt = -gt + C, där C är en konstant.
Denna konstant får vi värdet på genom initialvillkoret att v(t=0) = v0 => ds/dt (0) = C = v0. Ytterligare en gång ger oss
s = -gt²/2 + Ct + D, där D är en konstant.
Vi får ut D genom initialvillkoret s(t=0) = s0 => s(0) = D = s0.
Sätter vi in vad konstanterna är så får vi
s = -gt²/2 + v0t + s0
eller
s - s0 = v0t - gt²/2
tillsammans med
v = v0 - gt

Använd nu bara att
s0 = 0 m
v0 = 10 m/s
g = 9.82 m/s²
t = 2.5 s
Så kan du få ut både hastigheten och positionen för stenen efter 2.5s