Bil i horisontal sving, dossert sving og over bakketopp
Lov på eksamen
- Kalkulator
- CAS
- Graftegner og regneark
- Lærebok, formelsamling og egne notater
Ikke åpent internett, kommunikasjon med andre eller kunstig intelligens.
Kan den løses uten PC?
Alle deloppgavene kan løses uten PC.
Fra 2027 er det bare kalkulator og skriftlige hjelpemidler på del 2. Vurderingen er gjort med KI og kan inneholde feil.
Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.
En bil med masse kjører med konstant banefart gjennom en horisontal sving. Svingen er en del av en sirkelbane med radius . Se bort fra luftmotstand.

Hvor stor er summen av kreftene som virker på bilen?
Bilen kjører deretter med konstant banefart i en dossert sving. Svingen er en del av en horisontal sirkelbane med radius . Dosseringsvinkelen .

Hvor stor er farten til bilen hvis det ikke virker sideveis friksjon mellom bilen og underlaget?
Etter svingen kjører bilen over en bakke. Den øverste delen av bakken er en del av en vertikal sirkelbane med radius . Bilen holder den samme konstante farten gjennom hele sirkelbanen. Figuren er ikke i riktig størrelsesforhold.

Bestem normalkraften som virker fra underlaget på bilen når bilen er på bakketoppen.
Bestem normalkraften som virker fra underlaget på bilen når bilen er under bakketoppen.
Fasit
mot sentrum av svingen
LøsningsforslagKI-generert
Bilen har konstant banefart i en sirkelbane, så akselerasjonen er sentripetalakselerasjonen , rettet inn mot sentrum av sirkelen. Newtons andre lov gir kraftsummen:
Summen av kreftene er , rettet inn mot sentrum av svingen. I en horisontal sving er det friksjonskraften fra underlaget som står for denne kraftsummen.
Uten sideveis friksjon virker bare to krefter på bilen: tyngdekraften loddrett nedover og normalkraften vinkelrett på veibanen. Normalkraften heller vinkelen fra loddlinjen inn mot sentrum av svingen.
Loddrett har bilen ingen akselerasjon, mens den vannrette komponenten av normalkraften gir sentripetalkraften:
Vi deler den andre likningen på den første:
Farten er .
På bakketoppen virker tyngdekraften nedover og normalkraften oppover. Sentrum av sirkelbanen ligger rett under bilen, så sentripetalakselerasjonen er rettet nedover. Med positiv retning inn mot sentrum gir Newtons andre lov:
Normalkraften er . Den er mindre enn tyngdekraften () fordi kraftsummen må peke nedover mot sentrum.
Når bilen er under bakketoppen, danner radien til bilen vinkelen med loddlinjen gjennom sentrum:
Veibanen heller vinkelen , og normalkraften virker langs radien, bort fra sentrum. Vi dekomponerer tyngdekraften i en komponent langs radien inn mot sentrum og en komponent langs veibanen. Siden farten er konstant, blir komponenten langs veibanen balansert av en friksjons- eller bremsekraft fra underlaget langs veien. Denne kraften påvirker ikke normalkraften.
Langs radien, med positiv retning inn mot sentrum:
Normalkraften er . Den er mindre enn på toppen fordi en mindre del av tyngdekraften peker inn mot sentrum, mens det fortsatt trengs like stor sentripetalkraft.
Sensorveiledning
Oppgaven gir til sammen 7 poeng
1 poeng: Brukt formel uten begrunnelse og kommer fram til riktig svar.
2 poeng: Begrunner formelen og kommer frem til riktig svar.
0,5 poeng: Regner med sentripetalakselerasjon, men bruker feil fortegn på eller .
2 poeng: Alt riktig.
0,5 poeng: Finner en riktig vinkel eller dekomponerer riktig.
1 poeng: Finner en riktig vinkel og dekomponerer riktig
2 poeng: Alt riktig.
Vedlegg
Vedleggene i oppgavesettet til Fysikk 2 V2024. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).
Åpne på egen side: Faktavedlegg · Formelvedlegg · Programmeringsvedlegg