bal mikken op skeelers
nic78 stelde deze vraag op 08 november 2013 om 18:00.Ik kreeg een opgave in mechanica:
Jan rijdt op skeelers tegen een snelheid van 15km/h. Aan de overkant v d straat staat Piet (straatbreedte 10m). Jan lanceert een bal 20 m (volgens de richting van de straat) voor hij Piet passeert en dit onder een hoek van 30 ° met zijn rijrichting. De bedoeling is dat de bal tot bij Piet rolt (traject over de baan is horizontaal over de weg)
Welke snelheid moet de bal hebben?
Holang doet de bal erover om bij Piet te geraken?
hebben jullie een idee of tips om tot een goede oplossing te komen.
Moet de bal tot stilstand komen bij Piet denken jullie? En rollen over straat of over de afgelegde weg.....
Alvast dank,
Reacties
dag Nic78,
Hier moet je eerst een tekening op schaal van maken op het ogenblik van lancering.
Snelheidsvector van jan erin tekenen (kies een handige schaal)
Richting van de snelheidsvector van de bal erin tekenen ( lijntje van Jan recht naar Piet)
lanceerrichting erin tekenen (die hoek van 30°)
en dan maar puzzelen totdat de eigen snelheid van Jan plus de lanceersnelheid onder 30° een snelheid opleveren emt een richting van Jan naar Piet.
Groet, Jan
Die 30° en die 10/20 verhouding kriebelden. Inderdaad, bij nader inzien is dit een niet erg realistische oefening. Ik heb er nog niet aan gerekend, wel gauw even een ruwe schets op schaal gemaakt en vind dan een lanceersnelheid van ergens tussen de 80 en 120 km/h.
Onze Jan is dus een schutter van het kaliber Ronald Koeman, en dat nog wel op skeelers...
Groet, Jan
kan u me deze schets bezorgen?
Dag Nic,
Met deze snelheidsschaal past de oplossing er trouwens niet eens op, wat netter getekend blijkt dat de lanceersnelheid nog redelijk dik boven de 120 km/h gaat uitkomen en Piet dus voor zijn leven moet gaan vrezen.
je zult namelijk op die stippellijn voor de lanceerrichting een vector moeten gaan tekenen die, opgeteld bij de snelheidsvector van Jan, een resultantevector levert die over de bedoelde richting (de lijn van Jan naar Piet) gaat lopen.
Met een snelheidsschaal van 1 hokje = 7,5 km/h past het nog wel in deze schets, maar zul je een redelijk forse foutmarge moeten aanhouden, juist omdat die twee stippellijnen bijna dezelfde richting hebben (wat er dus ook oorzaak van is dat er zo'n enorme lanceersnelheid nodig is om de juiste richting te krijgen)
Voor een preciezere oplossing zul je de goniometrie in moeten duiken, allerlei afstanden en hoeken zijn bekend.
Groet, Jan
Bedankt voor de mooie tekening.
Ik heb hier gisteren enkele uurtjes over zitten nadenken en puzzelen.
Ik kom 124 km/ h uit, met een tijd van 2,6794s en een werkelijke hoek van 26,56°.
zou dit goed kunnen zijn ?
wat denk je er van?
nogmaals bedankt voor je hulp
dag Nic,
Met je welnemen ga ik je rekenwerk niet overdoen. Grafisch schat ik uit mijn tekening een lanceersnelheid van rond de 126 km/h, komt mooi overeen met jouw berekening dus die zal vast wel kloppen.
NB, dat is dus niet de snelheid waarmee de bal op Piet afvliegt, dat gaat nog een tikje harder natuurlijk omdat lanceerder Jan zelf al een snelheid van 15 km/h heeft .
Groet, Jan
Een alternatieve methode zou kunnen zijn alles vanuit de x- en y-componenten van de snelheid en afstand te zien:
Δxbal = xbal - 0 = xbal = 20 m
en evenzo: ybal = 10 m
Algemeen is Δx = vx.Δt . Bij keuze van x0=0 en t0=0 versimpelt dit tot x = vx.t en evenzo y = vy.t .
Toegepast op onze situatie (met 15 km/h =4,2 m/s):
x = (vskeeler + vtrap,x). t = 20 m
= (4,2 + vtrap cos (30) ).t = 20 m
y = (vtrap,y).t = 10 m
= vtrap sin(30) . t = 0,5 vtrap .t = 10 m
Beide (dikgedrukte) vergelijkingen zijn in vtrap en t uitgedrukt. Door bijvoorbeeld beide te herschrijven als t = ... en vervolgens beide aan elkaar gelijk te stellen (want t=t) heb je een vergelijking met alleen nog vtrap die dan te berekenen is. Vervolgens vul je die waarde voor vtrap in in een van beide vergelijkingen voor x of y:
y= 0,5 vtrap.t = 10 m waarna nu t kan worden berekend.
Als ik het zonder rekenfouten heb gedaan vind ik vtrap = 32,2 m/s (116 km/h) en t = 0,62 s