Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2020-01-31, 11:17
  #1
Medlem
Går civilingenjörsutbildningen och läser just nu Fysik 1. Jag och många fler har fastnat på följande problem:

En låda med massa m ligger på ett lastbilsflak. Lastbilen kör i en doserad (= lutande) kurva med farten v. Lutningen på vägbanan är θ och bilens bana har krökningsradie ρ. Det finns friktion mellan flaket och lådan. Lådan ska förbli på flaket. Räkna med tyngdaccelerationen g = 9,806 m/s².

Hur stor är den maximala nettokraften i normalriktningen (in mot rotationscentrum) på lådan ifall den statiska friktionskoefficienten är 0,410, massan är m = 5,83 kg och doseringen är θ = 9,01°?

Efter friläggning, uppdelning av komposanter och uppställning av jämvikt i y-led (Newtons första lag) har jag kommit fram till att nettokraften i x-led blir: μ*m*g + sin(θ)*(m*g)/cos(θ) vilket förenklat blir (μ+tan(θ))*m*g och svaret blir med insatta värden 32,5N avrundat med tre värdesiffror. Men det rätta svaret är 34,8N

Är det något i min uträkning som jag har glömt att inkludera och i så fall vad? Tacksam för svar.
Citera
2020-01-31, 11:26
  #2
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Skink0st
Går civilingenjörsutbildningen och läser just nu Fysik 1. Jag och många fler har fastnat på följande problem:

En låda med massa m ligger på ett lastbilsflak. Lastbilen kör i en doserad (= lutande) kurva med farten v. Lutningen på vägbanan är θ och bilens bana har krökningsradie ρ. Det finns friktion mellan flaket och lådan. Lådan ska förbli på flaket. Räkna med tyngdaccelerationen g = 9,806 m/s².

Hur stor är den maximala nettokraften i normalriktningen (in mot rotationscentrum) på lådan ifall den statiska friktionskoefficienten är 0,410, massan är m = 5,83 kg och doseringen är θ = 9,01°?

Efter friläggning, uppdelning av komposanter och uppställning av jämvikt i y-led (Newtons första lag) har jag kommit fram till att nettokraften i x-led blir: μ*m*g + sin(θ)*(m*g)/cos(θ) vilket förenklat blir (μ+tan(θ))*m*g och svaret blir med insatta värden 32,5N avrundat med tre värdesiffror. Men det rätta svaret är 34,8N

Är det något i min uträkning som jag har glömt att inkludera och i så fall vad? Tacksam för svar.

Du får nog räkna ut hur snabbt bilen kan köra utan att lådan trillar av först tror jag?
Citera
2020-01-31, 11:43
  #3
Medlem
Hastigheten v har utelämnats i formeln för uträkningen och den känns som central för att "lådan ska förbli på flaket"
Citera
2020-01-31, 11:47
  #4
Medlem
Du borde ha följande krafter i spel:

En kraft i normalriktningen då bilen kör i en kurva. (Är en funktion av hastighet och krökning)

En kraft i tangentriktningen då bilen accelererar.

Gravitationen.

Summan av dessa krafter i bägge led är det som ska undersökas. Glöm inte centrifugalkraften (påverkas av krökningsradien).
Citera
2020-01-31, 12:05
  #5
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Kris00tian
Hastigheten v har utelämnats i formeln för uträkningen och den känns som central för att "lådan ska förbli på flaket"
Jag tror inte den behövs nu.
Det frågas efter : "Hur stor är den maximala nettokraften i normalriktningen"
Denna kraft beror av hastigheten, krökningen och doseringen och det känner vi inte. Men hur stor kraften kan vara för att inte lådan ska ramla av kan vi beräkna. Och därefter skulle vi, med mer indata, kunna beräkna maximal hasighet men det gör vi inte nu!
Citera
2020-01-31, 12:32
  #6
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av Skink0st
Går civilingenjörsutbildningen och läser just nu Fysik 1. Jag och många fler har fastnat på följande problem:

En låda med massa m ligger på ett lastbilsflak. Lastbilen kör i en doserad (= lutande) kurva med farten v. Lutningen på vägbanan är θ och bilens bana har krökningsradie ρ. Det finns friktion mellan flaket och lådan. Lådan ska förbli på flaket. Räkna med tyngdaccelerationen g = 9,806 m/s².

Hur stor är den maximala nettokraften i normalriktningen (in mot rotationscentrum) på lådan ifall den statiska friktionskoefficienten är 0,410, massan är m = 5,83 kg och doseringen är θ = 9,01°?

Efter friläggning, uppdelning av komposanter och uppställning av jämvikt i y-led (Newtons första lag) har jag kommit fram till att nettokraften i x-led blir: μ*m*g + sin(θ)*(m*g)/cos(θ) vilket förenklat blir (μ+tan(θ))*m*g och svaret blir med insatta värden 32,5N avrundat med tre värdesiffror. Men det rätta svaret är 34,8N

Är det något i min uträkning som jag har glömt att inkludera och i så fall vad? Tacksam för svar.

Tror du har missat friktionskraftens inverkan när du ställer upp jämviktsekvationen i vertikalled.
https://www.wolframalpha.com/input/?i=0.41*N*cosd%289.01%29%2BN*sind%289.01%29%2C+N%3 D5.83*9.806%2F%28cosd%289.01%29-0.41*sind%289.01%2 9%29

F = 0.41*N*cos(9.01)+N*sin(9.01), N=5.83*9.806/(cos(9.01)-0.41*sin(9.01)) => F = 34.7642
__________________
Senast redigerad av mulpac 2020-01-31 kl. 12:46.
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