Fysik 1a uppdrag 2

 

Uppgift 1

                                         Svart pil är gravitationskrafter

                                         Röd pil är normalkrafter

 

Uppgift 2

m₁ = 0,8 Kg

v₁ = - 4 m/s

m₂ = 4 kg

u₁ = 0,5 m/s

v₂ = ?

u₂ =n 0 m/s

a) m₁  u₁ + m₂ u₂ = m₁ v₁   +  m₂ v₂

 0.8 * 0.5 + 4 * 0 = 0.8 * -4 + 4 * v₂

0,4 = - 3.2 + 4v₂ => 0.4 + 3.2 = 4v₂  => v₂ = 0.4 + 3.2 / 4 = 3.6 / 4 = 0,9 m/s

b) rörelseenergi före kollisionen E_k = 1/2 * mv² = 1/2 * 0.8 * (4)² = 6,4 J

Vagan 1 = 1/2 * 0.8 * (0.5)² = 0.1 J

vagan 2 = 1/2 * 4 * (0,9)² = 1.62 J

=> summan av de 0.1 + 1.62 = 1.72 J

Skillnaden mellan rörelseenergi före kollisionen 6,4 J och rörelseenergi efter kollisionen 1.72 J => 6,4 - 1.72 = 4.68 J

Uppgift 3

a) först jag beräknar tyngdkraft genom formeln F= mg. Då få jag F= 2.2 * 9,82 = 21.6 N

Vagnen och vikten är sammankopplade så kommer de att ha samma hastighet och samma acceleration. F = ma

men jag måste räkna nu med både massa och det innebär (m₁ + m₂ )  => a= F/m₁ + m₂

a= 21.6 / (3.3 + 2.2 ) = 21.6 / 5.5 = 3.92 m/s²

b) spännkraften i snöret blir F = mg där m = m₁ + m₂ => m = 2.2 + 3.3 = 5,5 kg

och jag har redan g = 9,82 m/s² => F= 5.5 * 9.82 = 54 N

Uppgift 4

h = 173 m

g = 9,82 N/g

massa = 240 * 1000 = 240 000 kg eller 2,4 * 10⁵ kg

9månader= 9*30*24*60*60=23 328 000 sekunder

a) jag börjar med att räkna ut lägesenergi = mgh => 240 000 * 9,82 *173 = 407726400 J

 lägesenergi omvandlas till rörelseenergi => 407 726 400 * 23 328 000 = 9,51* 10¹⁵ J

b) nu jag ska räkna ut årsproduktionen

481 * 10⁹ * 3600 = 1,7316 * 10¹⁵ J och sen jag ska räkna produktion per sekund => 1,7316 * 10¹⁵ / 23 328 000 = 74228395 J

Verkningsgrad

 η = 74228395/407726400 = 0.18 * 100 = 18 %  den del av energi som blir el i kraftverket medan 

100% - 18% = 82 % går till annat.