Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2011-04-02, 16:18
  #1
Medlem
Uppgiften jag har ser ut så här:
Ljusets kraft
Om du sitter på en lättrörlig vagn och kastar saker (t ex tegelstenar) framåt vet vi att du, pga.
rekylen kommer att pressas bakåt. Newtons tredje lag, lagen om kraft och motkraft, utsäger just
detta. Du kan fråga dig om samma sak händer om du i stället lyser med en lampa framåt?
- Ja det gör det, men kraften blir i allmänhet så svag att vi inte märker av den!
Uppgiften är nu att motivera ett uttryck för kraftens storlek, som vi kallar F, med hjälp av
dimensionsanalys. Antag att lampans effekt är P.

Jag vet teorin bakom detta, om bland annat rörelsemängdens bevarande i ett slutet system och att det medför Newtons tredje lag, men jag har aldrig gjort en dimensionsanalys innan och jag har lite svårt för detta. Vet inte riktigt hur jag ska börja.

Hjälp uppskattas verkligen!

Edit: Insåg nu att tråden borde legat i Naturvetenskapliga uppgifter. Mod kan gärna flytta tråden.
__________________
Senast redigerad av yamannen 2011-04-02 kl. 16:28. Anledning: Fel forumsdel
Citera
2011-04-02, 16:28
  #2
Medlem
gTab2s avatar
Hint: Enheten för effekt är [J/s] = [Nm/s]
Citera
2011-04-02, 16:33
  #3
Medlem
Dimensionsanalys handlar i princip om att gissa.

Du känner till effekten P som har enhet W=J/s=kg*m^2/s^3 och vill veta kraften F som har enhet N=kg*m/s^2. En rimlig enhet som skulle kunna ingå är ju ljushastigheten c som har enhet m/s. Man ser att P/c kommer att ha rätt enhet, därför är det ett möjligt uttryck för kraften F.

Man kan motivera att detta stämmer med hjälp av partikelfysik. Energin för en foton är hv, så effekten blir P=(fotoner/s)*hv. Kraften utgörs precis som du säger av skillnaden i rörelsemängd. En foton har rörelsemängden hv/c. Därför blir kraften F=(fotoner/s)*hv/c som är just P/c.
Citera
2011-04-02, 16:38
  #4
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av tertep
Dimensionsanalys handlar i princip om att gissa.

Du känner till effekten P som har enhet W=J/s=kg*m^2/s^3 och vill veta kraften F som har enhet N=kg*m/s^2. En rimlig enhet som skulle kunna ingå är ju ljushastigheten c som har enhet m/s. Man ser att P/c kommer att ha rätt enhet, därför är det ett möjligt uttryck för kraften F.

Man kan motivera att detta stämmer med hjälp av partikelfysik. Energin för en foton är hv, så effekten blir P=(fotoner/s)*hv. Kraften utgörs precis som du säger av skillnaden i rörelsemängd. En foton har rörelsemängden hv/c. Därför blir kraften F=(fotoner/s)*hv/c som är just P/c.

Tack så mycket för ett så utförligt svar! Nu förstår jag dimensionsanalys lite bättre.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback