Fysikuppgifter på de fyra systemen: Skillnad mellan sidversioner
Hakan (diskussion | bidrag) |
Hakan (diskussion | bidrag) |
||
Rad 49: | Rad 49: | ||
=== Bilens vrid === | === Bilens vrid === | ||
{{ | {{uppgfacit|'''Vridmoment''' | ||
I en Volvo V70 har motorn ett vridmoment på 330 Nm. Växellådan växlar ner varvtalet med förhållandet 1:1.7. Vilken kraft ger däcket mot asfalten? sök lämpliga fakta som behövs för uppgiftens lösande på internet och ange dessa i redovisningen. | I en Volvo V70 har motorn ett vridmoment på 330 Nm. Växellådan växlar ner varvtalet med förhållandet 1:1.7. Vilken kraft ger däcket mot asfalten? sök lämpliga fakta som behövs för uppgiftens lösande på internet och ange dessa i redovisningen. | ||
| | |||
Mekanikens gyllene regel gäller här. Det man vinner i varvtal förlorar man i kraftmoment (kraft). | |||
: Fakta: <math>M_d = 330 Nm</math> | |||
: Kraftmoment: <math>M_d= \frac{1}{1.7} \cdot M_m</math> | |||
Beteckningen på ett ganska typiskt bildäck är 225/55 R 17 97 W vilket kan ge oss information om hjulets radie. En sida med hjälp att [https://www.bfgoodrich.se/se/raad/Daeckfakta/Vad-betyder-markeringarna-paa-daecksidan tolka beteckningar på däck] anger att fälgen är 17 tum och däckets höjd är 55 % av bredden 225 mm. | |||
Däckets diameter är då: | |||
: <math> 2(225 0.55)+17 25.4 = 680~mm </math> | |||
: och <math> r = 340~mm </math> | |||
: <math> F = \frac{M_d}{r} = \frac{330}{1.7 0.34} = 570 N </math> | |||
}} | }} | ||
Versionen från 24 september 2018 kl. 12.54
Lyft stenen
Facit: (klicka expandera till höger)
- [math]\displaystyle{ F = 9 \cdot 650 N = 5850 N }[/math]
Om man jämför kraftmomenten ser man att:
- [math]\displaystyle{ F_1 l_1 = F_2 l_2 }[/math]
- [math]\displaystyle{ F_2 = \frac{l_1 }{l_2 }F_1 = \frac{9 }{1 } 650 }[/math]
[math]\displaystyle{ F_1 }[/math] och [math]\displaystyle{ l_1 }[/math] är i detta fallet kraften på den långa delen av spettet till höger i bild
Uppgift med besman
Facit: (klicka expandera till höger)
Ställ upp kraftmomenten för den okända vikten, stångens vikt samt tyngden i högra änden. Observera att vi räknar med masscentrum för stången i mitten av stången.
- [math]\displaystyle{ m_1 }[/math] sökes, [math]\displaystyle{ l_1 = 0.37 m }[/math]
- [math]\displaystyle{ m_2 }[/math], [math]\displaystyle{ l_2 = 0.13 m }[/math]
- [math]\displaystyle{ m_3 }[/math], [math]\displaystyle{ l_3 = 0.63 m }[/math]
Eftersom besman-vågen är i balans är kraftmomenten på vänster sida lika stora som på höger sida.
- [math]\displaystyle{ m_1 l_1 = m_2 l_2 + m_3 l_3 }[/math]
Övningsuppgift från Provbanken NP Fysik A vt-2005
Bilens vrid
Facit: (klicka expandera till höger)
Mekanikens gyllene regel gäller här. Det man vinner i varvtal förlorar man i kraftmoment (kraft).
- Fakta: [math]\displaystyle{ M_d = 330 Nm }[/math]
- Kraftmoment: [math]\displaystyle{ M_d= \frac{1}{1.7} \cdot M_m }[/math]
Beteckningen på ett ganska typiskt bildäck är 225/55 R 17 97 W vilket kan ge oss information om hjulets radie. En sida med hjälp att tolka beteckningar på däck anger att fälgen är 17 tum och däckets höjd är 55 % av bredden 225 mm.
Däckets diameter är då:
- [math]\displaystyle{ 2(225 0.55)+17 25.4 = 680~mm }[/math]
- och [math]\displaystyle{ r = 340~mm }[/math]
- [math]\displaystyle{ F = \frac{M_d}{r} = \frac{330}{1.7 0.34} = 570 N }[/math]
Uppgift kraftmoment
Friktion
Verkningsgrad i vattenkokare
Facit: (klicka expandera till höger)
Fakta:
- [math]\displaystyle{ P=1520 ~W,~ t=130 ~s,~ m=0.5 ~kg,~ c=4.19 \cdot 10^3~J/(kg K),~ \Delta T = 100-22~C }[/math]
Formler:
- [math]\displaystyle{ \eta = \frac{W_{nyttig}}{W_{tillförd}} }[/math]
Tillförd energi = Elektrisk energi:
- [math]\displaystyle{ W_{tillförd}= P \cdot t }[/math]
Nyttig energ = uppvärmningen av vattnet:
- [math]\displaystyle{ W_{nyttig}= c \cdot m \cdot \Delta T }[/math]
- [math]\displaystyle{ \eta = \frac{4190 \cdot 0.5 \cdot 78}{1520 \cdot 130} = 0.83 = 83~\% }[/math]
Pentryfysik
Uppgift |
---|
Mikrovågsugnen
Gå till pentryt och koka ett par dl vatten i mikrovågsugnen och beräkna verkningsgraden. Gör lämpliga antaganden och sök den information du behöver. Det ingår i uppgiften att klura ut ett enkelt sätt att mäta vattnets temperatur.
|
Praktisk ellära för husägare
Facit: (klicka expandera till höger)
Om värmen är avstängd väljer vi naturligtvis lågenergilampan som förbrukar mindre energi eftersom den drar mindre ström.
Om vi däremot har huset uppvärmt kanske valet blir en konventionell glödlampa som är billigare i inköp. Den lampan har lägre verkningsgrad vilket innebär att en stor del av energin blir värme istället för ljus. Denna värme bidrar till uppvärmningen och blir därmed nyttig i alla fall.
Spänningen i vägguttaget är 230 V
- Lågenergilampans ström: [math]\displaystyle{ I_l = \frac{P}{U} = \frac{14}{230} = 61 mA }[/math]
- Konventionella lampans ström: [math]\displaystyle{ I_k = \frac{P}{U} = \frac{60}{230} = 260 mA }[/math]
Tag sedan reda på priset per kilowatttimme och beräkna kostnaden per år för respektive lampa.
Ellära i GeoGebra
Välj lämpliga värden på spänning och resistans. Vilken effekt utvecklar systemet?
Lyfta bilen
Uppgift |
---|
I en hydraulisk domkraft har den lyftande pistongen diametern 3.5 cm och den kan lyfta 1.5 ton. Hur stor skulle den pistongen kunna vara och hur stor kraft behövs för att få max lyftkraft? |
Hydraulisk press
Uppgift |
---|
Tag reda på fakta om pressen och utför några lämpliga beräkningar. |