auto en caravan
Mats
stelde deze vraag op
17 december 2017 om 18:12.
Kan iemand mij helpen met het beantwoorden van onderstaande vragen. Ik weet niet hoe ik moet beginnen. Het zou fijn zijn als iemand een schets kan maken van de situatie met de krachten die op elkaar werken.
Een auto met caravan rijdt met een constante snelheid van 60 km/h over een horizontale weg. De massa van de auto is 1,0·103 kg en de massa van de caravan is 8,5·102 kg.
De stuwkracht van de motor is op dat moment 1,2·103 N. De kracht waarmee de caravan aan de auto trekt, is 2,0·102 N.
a Bereken de weerstandskracht (luchtweerstandskracht en rolweerstandskracht samen) op de auto.
De chauffeur geeft nu meer gas. Op dat moment krijgen de auto en caravan een versnelling van 0,60 m/s2.
b Bereken de stuwkracht die de motor hiervoor minimaal moet leveren.
Vervolgens houdt de chauffeur het gaspedaal in dezelfde stand, de stuwkracht blijft gelijk. Toch wordt de versnelling steeds kleiner totdat de versnelling uiteindelijk 0 m/s2 is.
c Leg uit wat er met de rolweerstandskracht, de luchtweerstandskracht en de resulterende kracht op de auto gebe
Reacties
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 18:21
Mats plaatste:
Een auto met caravan rijdt met een constante snelheid
..//..
De stuwkracht van de motor is op dat moment 1,2·103 N. De kracht waarmee de caravan aan de auto trekt, is 2,0·102 N.
a Bereken de weerstandskracht (luchtweerstandskracht en rolweerstandskracht samen) op de auto.
Dag Mats,
wat weet je van de nettokracht op een voorwerp dat met constante snelheid beweegt?
groet, Jan
oh, enneh, we hebben hier knopjes voor sub - en superscriptjes 
Mats
op
17 december 2017 om 18:25
Hoi Jan,
Dan is Fres gelijk aan 0, oftewel Fvoorwaarts=Ftegen. Maar ik weet niet zo goed wat de voorwaartse krachten en tegenwaartse krachten zijn.
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 18:45
Mats plaatste:
Dan is F
res gelijk aan 0, oftewel F
voorwaarts=F
tegen.
sjuust :)
Mats plaatste:
ik weet niet zo goed wat de voorwaartse krachten en tegenwaartse krachten zijn.
http://www.woorden.org/woord/weerstand
Synoniemen: verzet, tegenstand
hoe klinken dan "
luchtweerstandskracht en rolweerstandskracht" ?
en "
stuwkracht van de motor" ?
en "
De kracht waarmee de caravan aan de auto trekt" ... ? Die hangt ook niet vóór de auto hè, om die auto vooruit te slepen.
Mats
op
17 december 2017 om 18:54
Lucht en rol zijn dan Ftegen denk ik. Fvoorwaarts is dan Fstuw motor
Maar de kracht waarmee de caravan aan de auto trekt is dat een voorwaartste of tegenwaartse kracht en welke richting op?
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 19:06
als we aannemen dat de auto vooruit rijdt, en de caravan er
achter (lijkt me een veilige aanname) , en zoals de tekst zegt :
Mats plaatste:
De kracht waarmee de caravan aan de auto trekt, is ...//..
werkt die caravan dan mee of tegen denk je?
(http://www.schoolphysics.co.uk)
Mats
op
17 december 2017 om 19:18
Tegen, dus is de richting van die kracht naar links maar hoe bereken ik de weerstandskracht bij A, moet dat mbv een assenstelsel?
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 20:03
De nettokracht is de (richtings-)optelsom van alle krachten die op een voorwerp werken
Fres = F1 + F2 + F3 + .......
vertaald naar jouw geval:
Fres = Fstuw + Flucht en rol + Fcaravan
Fres = 0 N
Fstuw = 1200 N
Fcaravan = -200 N (min, want werkt tegen)
ingevuld:
0 = 1200 + Flucht en rol + (-200)
los op.
Mats
op
17 december 2017 om 20:14
1200-200=1000
F lucht en rol is dan gelijk aan -1000 N
Moet dat minnetje er echt voor, of mag je ook 1000 N opschrijven?
En hoe los ik B dan op, want de 1e wet van Newton geldt hier niet
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 20:28
Die min hoeft voor jou nu niet per se misschien, hangt af van het niveau waarop je bezig bent, maar is wel duidelijker. Het geeft gelijk aan dat de kracht die je berekende een tegenkracht is. En als je die min meeneemt in vervolgberekeningen dan blijft ook de richting van bjivoorbeeld een versnelling behouden. Op een hoger niveau ga je dat hoe dan ook moeten doen.
Mats plaatste:
De chauffeur geeft nu meer gas. Op dat moment krijgen de auto en caravan een versnelling van 0,60 m/s2. Bereken de stuwkracht die de motor hiervoor minimaal moet leveren.
hoe los ik B dan op, want de 1e wet van Newton geldt hier niet
hoezo niet?
De eerste wet van Newton: de traagheidswet
Een voorwerp waarop geen resulterende kracht werkt, is in rust of beweegt zich rechtlijnig met constante snelheid voort.
dan geldt dus ook:
Een voorwerp waarop
WEL resulterende kracht werkt,
blijft niet in rust of met constante snelheid voortbewegen
en zal dus versnellenDat is diezelfde wet hoor, met die fameuze formule :
Alleen is
a nu niet meer nul en
F dus ook niet meer.
en dat is fijn, want m en a ken je, en die F moet je berekenen
Mats
op
17 december 2017 om 20:55
O jaa, ik haalde wat dingen door elkaar denk ik. Maar hoe los ik vraag B op? Moet ik eerst Fres berekenen met Fres=m . a ??
En is m dan de massa van zowel de caravan als de auto bij elkaar opgeteld?
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 21:01
Mats plaatste:
Moet ik
eerst Fres berekenen met Fres=m
. a ??
niet "eerst". Simpelweg F
res berekenen met F
res=m · a , verder niks.
Mats plaatste:
En is m dan de massa van zowel de caravan als de auto bij elkaar opgeteld?
versnelt die auto zonder of met caravan?
Mats
op
17 december 2017 om 21:09
De auto versnelt met de caravan dus m auto+m caravan= 1000+850=1850 kg
a=0,60
Fres=1850.0,60=1110 N
Dus Fstuw=1110 N
Klopt dit?
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 21:12
yep. Die komt dus bovenop de motorkracht die je al eerder berekende en die alleen nodig was om bij constante snelheid de tegenkrachten te overwinnen.
Mats
op
17 december 2017 om 21:18
Bedoel je met bovenop dat ik hem nog bij ‘het gegeven’ 1200 N stuwkracht moet optellen en het totaal dus bij vraag b Fstuw= 1200+1110=2310 N ??
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 21:23
nee, want de vraag luidt:
De chauffeur geeft nu meer gas. Op dat moment krijgen de auto en caravan een versnelling van 0,60 m/s2.
Bereken de stuwkracht die de motor hiervoor minimaal moet leveren.
en dat "hiervoor" slaat dus alleen op dat versnellen. Maar het is maar dat je beseft dat die andere krachten er ook nog zijn, want je moet voor c nog beredeneren hoe he komt dat ondanks die grotere stuwkracht na enige tijd die snelheid toch weer constant wordt.
Mats
op
17 december 2017 om 21:26
Vraag C nogmaals omdat hij een beetje was weggevallen:
Vervolgens houdt de chauffeur het gaspedaal in dezelfde stand, de stuwkracht blijft gelijk. Toch wordt de versnelling steeds kleiner totdat de versnelling uiteindelijk 0 m/s2 is.
c Leg uit wat er met de rolweerstandskracht, de luchtweerstandskracht en de resulterende kracht op de auto gebeurt tijdens dit gedeelte van de rit.
Frol: wordt kleiner??
F lucht: wordt steeds kleiner omdat er geen versnelling is
Fres: wordt kleiner omdat er geen versnelling meer is
klopt dit ? ^^^^
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 21:36
klopt geen hout van :)
Mats plaatste:
Fres: wordt kleiner omdat er geen versnelling meer is
da's een beetje zeggen als dat je dunner wordt omdat je niet meer dikker wordt. En je draait hier oorzaak en gevolg om.
De stuwkracht blijft op dat hogere niveau van 2310 N, waarvan aanvankelijk 1110 N resulterende kracht in voorwaartse richting. De auto gaat intussen sneller en sneller rijden.
- wat gebeurt door die groter wordende snelheid met de luchtweerstand?
- wat gebeurt door die groter wordende snelheid met de rolweerstand?
- wat gebeurt door die groter wordende snelheid met de kracht die de caravan op de auto uitoefent ( dat is ook alleen maar de lucht- en rolweerstand op de caravan hoor)
Wat gebeurt er dus intussen
- met Fres
- en dus met de versnelling,
- en dus met de snelheid op den duur?
Mats
op
17 december 2017 om 21:54
Flucht wordt dan steeds groter omdat je versnelt
Frol wordt dan ook groter: immers, hoe sneller je beweegt des te meer rolweerstand er op de wielen van de auto werkt
Fcaravan wordt ook groter
En dan kun je concluderen dat Fres ook groter wordt
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 22:06
Flucht wordt dan steeds groter omdat je versnelt
zeg liever: omdat bij hogere snelheid de luchtweerstand groter is
Frol wordt dan ook groter: immers, hoe sneller je beweegt des te meer rolweerstand er op de wielen van de auto werkt
eigenlijk heb je een beetje gelijk, maar onthoud voor op school maar dat rolweerstand onafhankelijk is van snelheid. Er is in elk geval niet een rechtevenredig verband.
Fcaravan wordt ook groter
klopt, zie lucht- en rolweerstand op de auto
En dan kun je concluderen dat Fres ook groter wordt
Dus als de tegenkrachten groter worden wordt F
res ook groter? Denk nog eens rustig na? Of ga eens terug naar je formule, en neem dan F
stuw 2310 N, F
lucht + rol -1900 N en F
caravan op den duur -400 N?
Mats
op
17 december 2017 om 22:11
Sorry, ik bedoel juist kleiner omdat de tegenwaartste krachten nu groter zijn dan de voorwaartse krachten.
Even over dat Frol nogmaals hoe kan ik het dan beter formuleren?
Jan van de Velde
op
17 december 2017 om 22:32
inderdaad, Na het intrappen van dat gaspedaal zal de resulterende kracht door toenemende tegenkrachten kleiner en kleiner worden, en zal de auto dus na enige tijd weer met constante snelheid rijden, zij het een hogere constante snelheid.
Mats plaatste:
Even over dat Frol nogmaals hoe kan ik het dan beter formuleren?
Onthoud voor school dat de rolweerstand onafhankelijk is van de snelheid, in theorie.
Onthoud voor jezelf, voor de rest van je leven, en voor alles wat je onderneemt:
"In theory, there is no difference between theory and practice. In practice, there is. "
De werkelijkheid van rolweerstand is heel anders dan de vereenvoudiging die je in schoolboekjes leest. Maar maak je daar nu nog maar niet moe over. Krachtensituaties beredeneren vind je al moeilijk genoeg zo te zien zonder per se naar de naadjes van de kousen te gaan.
Mats
op
18 december 2017 om 13:30
Alleseerst bedankt voor je hulp Jan. Ik heb nog wel een vraagje: waarom is bij opgave b Fstuw gelijk aan Fres, aangezien je die formule gebruikt om Fstuw te berekenen?
Jan van de Velde
op
18 december 2017 om 13:37
dag Mats,
dat is 'ie ook niet, en dat zei ik je al:
Jan van de Velde plaatste:
Die komt dus bovenop de motorkracht die je al eerder berekende en die alleen nodig was om bij constante snelheid de tegenkrachten te overwinnen.
er was nu een stuwkracht van 2310 N. Op dat ogenblik waren de tegenkrachten samen 1200 N. Dat betekent op dat ogenblik nog een nettokracht van 1110 N over die gebruikt kan worden om te versnellen.
Groet, Jan
