onsdag 26. november 2014

Arbeid og energi, eksempel med trekking av akebrett

Oppgave



Figur 1 Kari sitter på akebrett og blir trukket av storesøsteren sin 200m bortover en vannrett vei. Trekkraften er 16 N i  retning 20° opp fra veien.

a) Lag en figur som viser trekkrafta på akebrettet.
b) Hvor stort arbeid utfører trekkrafta?
c) På akebrettet virker det en friksjonskraft R = 15 N rett bakover. Hvor stort arbeid utfører R?
d) Er det andre krefter enn trekkrafta og friksjonskrafta som virker på akebrettet (med Kari på)? Hva kan du si om det arbeidet disse kreftene utfører?



e) Hvor stor kinetisk energi har Kari og akebrettet etter 200m?

Vi vet ikke hvor stor fart akebrettet hadde i utgangspunktet, så vi kan ikke beregne den kinetiske energien, kun endringen i den.
\[W_{\Sigma F} = \Delta E_k\]

Det betyr (se videoen over) at akebrettet har en kinetisk energi som er 7J større etter å ha blitt dratt 200m bortover veien.

(Noen vil kanskje påpeke at vi bruker for mange gjeldende siffer i utregningen, og det har de nok rett i. De vil derfor si at vi ikke helt vet om energien egentlig har økt.)

f) Hvis Kari og akebrettet til sammen har en masse på 14kg. Hvor stor fart har hun da?

Akkurat som i e) kan vi ikke vite hvor stor fart hun har. Vi kan bare, om vi antar at den kinetiske energien har økt  med 7J 
\[\Delta E_k = 7J\]
si at farten har økt med \(1m/s\).
\[v-v_0 = 1m/s\]