Draaipunt vaststellen hefbomen
stelde deze vraag op 06 januari 2015 om 23:06.Reacties
Dag Sam,
In tegenstelling tot wat de naam zou kunnen doen vermoeden is het draaipunt het enige punt in zo'n opstelling dat NIET draait.
Breng zo'n plaatje dus in gedachten in beweging (stel het je voor en speel in gedachten het filmpje af) en kijk om welk punt alles heen draait en dat zélf op zijn plek blijft.
Hier is dat wel erg duidelijk:
En hier zie je aan die draaiende plank ook wel redelijk makkelijk welk punt van die plank stil blijft staan:
Maar dat hoeft niet per se een scharnier of een as of zo te zijn.
Er zijn nog wel wat technische snufjes bedacht waarbij je extra moet opletten:
Als je bijvoorbeeld met deze nijptang die spijker uit de muur trekt, welk punt van de nijptang staat dan stil?
Sjuust, da's punt S, daar draait alles omheen.
Als je begint te draaien zit het draaipunt heel dicht bij de spijker, zodat de spijker een kleine arm heeft, zodat jij een grote kracht kunt maken.
Maar kijk overigens niet altijd, hier dus bijvoorbeeld niet, over te lange tijd. Want als die spijker eenmaal in beweging komt is er meestal zo'n grote kracht niet meer nodig, maar zou het wel handig zijn als hij per graad draaiing van de tang meer millimeters uit de muur kwam. Dat schiet wat beter op. Dus die nijptang heeft niet voor niks zo'n bolle bek: Door die bolle bek verplaatst dat draaipunt zich naarmate je de tang verder draait:
De arm van de spijker wordt nu dus groter, waardoor de kracht op de spijker kleiner wordt, maar hij wel sneller uit de muur komt. Als hij tenminste niet nog steeds muurvast zit. En wat doet iedereen dan ook automatisch bij zo'n spijker die blijft klemmen? Die wil op een zeker moment niet meer meekomen en dus zetten we de tang weer terug recht tegen de muur over de spijker om het draaipunt weer dichter bij de spijker te brengen.
En bij een groot en een klein voorwerp, die om elkaar heen draaien, wotrdt het ook een kwestie van goed kijken, zoals hier bij een opname uit een ruimtevaartuig ergens een miljoen kilometer boven de noordpool, een opname van aarde en maan die om elkaar heen draaien:
_de twee rode cirkeltjes geven de banen waarin de massamiddelpunten van maan resp aarde rondom hun gezamenlijk massamiddelpunt (baricentrum) draaien.
Kortom, "filmpjes afspelen", zoek het punt dat stilstaat terwijl de rest draait.
Of dat zóu gaan draaien als het kon. Want heel vaak is het juist niét de bedoeling dat er iets gaat draaien, en moeten we dat draaien met een tegenwerkend moment voorkomen.
Kijk bijvoorbeeld naar zo'n vlaggenstokhoudertje dat je aan de muur schroeft:
Het is natuurlijk NIET de bedoeling dat hier iets gaat draaien. Maar dat gaat het wél doen als het mis gaat.
Bedenk maar eens welke van die twee schroeven het zwaar te verduren heeft, en hoe dat hele ding van die muur af komt áls dat loslaat. Speel dát filmpje af, en je ziet het draaipunt. En dan kun je dus de krachten op de schroeven gaan berekenen.
Selecteer de 4 leeg lijkende regels hieronder om de oplossing te lezen:
helemaal de linksonderhoek van het bevestingsplaatje, waar dat tegen de muur zit is het draaipunt. De bovenste schroef doet eigenlijk bijna alle werk om de vlag omhoog te houden. Dat zal dus een goeie moeten zijn, die met een goeie plug klem zit.
Duidelijk zo?
Groet, Jan
toppertje
In tegenstelling tot wat de naam zou kunnen doen vermoeden is het draaipunt het enige punt in zo'n opstelling dat NIET draait.
Breng zo'n plaatje dus in gedachten in beweging (stel het je voor en speel in gedachten het filmpje af) en kijk om welk punt alles heen draait en dat zélf op zijn plek blijft.
Hier is dat wel erg duidelijk:
En hier zie je aan die draaiende plank ook wel redelijk makkelijk welk punt van die plank stil blijft staan:
Maar dat hoeft niet per se een scharnier of een as of zo te zijn.
Er zijn nog wel wat technische snufjes bedacht waarbij je extra moet opletten:
Als je bijvoorbeeld met deze nijptang die spijker uit de muur trekt, welk punt van de nijptang staat dan stil?
Sjuust, da's punt S, daar draait alles omheen.
Als je begint te draaien zit het draaipunt heel dicht bij de spijker, zodat de spijker een kleine arm heeft, zodat jij een grote kracht kunt maken.
Maar kijk overigens niet altijd, hier dus bijvoorbeeld niet, over te lange tijd. Want als die spijker eenmaal in beweging komt is er meestal zo'n grote kracht niet meer nodig, maar zou het wel handig zijn als hij per graad draaiing van de tang meer millimeters uit de muur kwam. Dat schiet wat beter op. Dus die nijptang heeft niet voor niks zo'n bolle bek: Door die bolle bek verplaatst dat draaipunt zich naarmate je de tang verder draait:
De arm van de spijker wordt nu dus groter, waardoor de kracht op de spijker kleiner wordt, maar hij wel sneller uit de muur komt. Als hij tenminste niet nog steeds muurvast zit. En wat doet iedereen dan ook automatisch bij zo'n spijker die blijft klemmen? Die wil op een zeker moment niet meer meekomen en dus zetten we de tang weer terug recht tegen de muur over de spijker om het draaipunt weer dichter bij de spijker te brengen.
En bij een groot en een klein voorwerp, die om elkaar heen draaien, wotrdt het ook een kwestie van goed kijken, zoals hier bij een opname uit een ruimtevaartuig ergens een miljoen kilometer boven de noordpool, een opname van aarde en maan die om elkaar heen draaien:
_de twee rode cirkeltjes geven de banen waarin de massamiddelpunten van maan resp aarde rondom hun gezamenlijk massamiddelpunt (baricentrum) draaien.
Kortom, "filmpjes afspelen", zoek het punt dat stilstaat terwijl de rest draait.
Of dat zóu gaan draaien als het kon. Want heel vaak is het juist niét de bedoeling dat er iets gaat draaien, en moeten we dat draaien met een tegenwerkend moment voorkomen.
Kijk bijvoorbeeld naar zo'n vlaggenstokhoudertje dat je aan de muur schroeft:
Het is natuurlijk NIET de bedoeling dat hier iets gaat draaien. Maar dat gaat het wél doen als het mis gaat.
Bedenk maar eens welke van die twee schroeven het zwaar te verduren heeft, en hoe dat hele ding van die muur af komt áls dat loslaat. Speel dát filmpje af, en je ziet het draaipunt. En dan kun je dus de krachten op de schroeven gaan berekenen.
Selecteer de 4 leeg lijkende regels hieronder om de oplossing te lezen:
helemaal de linksonderhoek van het bevestingsplaatje, waar dat tegen de muur zit is het draaipunt. De bovenste schroef doet eigenlijk bijna alle werk om de vlag omhoog te houden. Dat zal dus een goeie moeten zijn, die met een goeie plug klem zit.
Duidelijk zo?
Groet, Jan
toppertje
Sam plaatste:
het enige wat ik dus niet snap is waarom Fn=0N bij punt Q als hij net niet kantelt; want als hij net niet kantelt drukt de achterste band nog steeds op de grond en vliegt hij niet omhoog dus is er een Fn toch?
wat je hier aankaart (Fn in Q =0) is een randgevalletje, een soort letterlijk ei van Columbus. In de praktijk bestaat zo'n situatie maar een fractie van een nanoseconde terwijl de truck over zijn draaipunt kantelt, de kans dat de truck in een praktisch geval in die stand blijft staan is nagenoeg 0.
hieronder een kubus met scherpe hoeken op een hard tafelblad.
Als je het ding preciés in deze positie kunt krijgen waar het zwaartepunt exáct boven het steunpunt zit heeft hij aan geen van beide zijden nog een ondersteunende kracht nodig om zo te blijven staan. Maar ja, er is ook (in theorie) BIJNA NIKS nodig om dat ding de ene of andere kant op te doen kantelen. Een mug die een meter verderop op tafel landt is méér dan genoeg.
Hoe dichter het gemeenschappelijke zwaartepunt van truck plus last boven dat voorwiel komt hoe kleiner de normaalkracht op het achterwiel wordt. Érgens tijdens het naar voor verschuiven van dat zwaartepunt wordt die normaalkracht een keer 0. Dat is op hetzelfde moment dat het achterwiel van de grond zal gaan komen.
Maar ja.
Hoe nauwkeurig wil je het hebben? Wat noemen we nul?
Fn = 0 N? 0,0000001 N ? 0,0000000000000001 N? 0,0000000000000000000000001 N?
Enneh, wat noemen we "net wel" of "net niet" van de grond?
Kortom, eigenlijk niet een uitspraak om wakker van te gaan liggen. Op welk moment die kracht echt werkelijk precies 0 is zullen we nooit kunnen meten. En bij een kantelende truck zal die toestand dan maar een infinitesimaal tijdje duren.
