Natuurkunde.nl - Blokje op een helling.

Blokje op een helling.

123 stelde deze vraag op 17 april 2019 om 16:41.

Hoi,

Graag zou ik hulp willen bij bovenstaande vraag. Ik kom er namelijk zelf niet uit. Ik zal mijn uitwerkingen geven.

Er werken verschillende krachten op het blokje. Ten eerste de zwaartekracht, die gelijk is aan:

Fz = m*g = 4 * 9,81 = 39,24 N.
De zwaartekracht moet je dan opdelen in Fz// en Fz(loodrecht).

Fz // = sin(30)*Fz = 19,62 N
Fz(ld) = cos(30)*Fz = 33,98 N

De statische wrijvingskracht kan worden berekend door:

Fsw = Fn * u = Fz(ld) * u = 33,98 * 0,7 = 23,786 N.

Fw(totaal) = Fz // + Fsw = 23,786 + 19,62 = 43,406 N

Maar toen kwam het punt ook nog dat de trekkracht horizontaal is. In eerste instantie dacht ik toen dan zal het gelijk zijn aan:

Ftrek = Fw * cos (30) = 37,59.. N.

Dit was echter ook geen antwoord mogelijk dus toen bedacht ik mij dat bij het ontbinden van de trekkracht je naast xcomponent ook nog een ycomponent krijgt die in de gelijke beweginsrichting in als de zwaartekracht. Is het zo dat je die dan ook nog moet ontbinden en mee moet nemen in Fn = Fz(ld) + Ftrek (ld) ofzo?

Ik hoop dat jullie mij een beetje kunnen helpen.

Theo de Klerk op 17 april 2019 om 17:01

Je rekent al goed de zwaartekracht langs de helling en de wrijvingskracht uit.
Hoeveel kracht blijft er dan als resultante langs de helling?

Als je de trek (ik denk dat je duw bedoelt)kracht ook ontbindt in componenten langs en loodrecht op de helling, dan moet die kracht (component langs de helling) die resultante langs de helling tegen werken. Als je die ene component kent, dan weet je ook hoe groot de hele kracht moet zijn...

123 op 17 april 2019 om 17:21

Hoi Theo,

Bedankt voor je antwoord.

Ftrek moet inderdaad Fduw zijn. Mijn gedachtegang was dat om het blokje in beweging te krijgen de Fduw dus groter / gelijk aan de weerstandskrachten moet zijn.

De duwkracht die je moet leveren is (volgens mij) gelijk aan de x-component van -Fw. Maar op het moment dat je -Fw ontbinden in componenten krijg je dus ook de y-component hiervan. Die zal lijkt mij weer invloed hebben op Fn en de duwkracht. Want die zou je ook weer kunnen ontbinden.

Ik denk dat ik begrijp wat je bedoelt met je tweede stukje tekst. Maar in dat geval zou Fduw toch cos(30)*Fw moeten zijn en dat was het dus niet..?

Jan van de Velde op 17 april 2019 om 18:05

123 plaatste:

..//.. Die zal lijkt mij weer invloed hebben op Fn..//..

sjuust,

en dus moet je niet beginnen met sommetjes als

..//..
Fz(ld) = cos(30)*Fz = 33,98 N
De statische wrijvingskracht kan worden berekend door:
Fsw = Fn * u = Fz(ld) * u = 33,98 * 0,7 = 23,786 N.
..//..

voordat je alle krachten op een rijtje hebt.

Hier ga je het (vanwege die "invloed") niet redden met rekenen in getallen; blijf dus in de symbolen werken.

ontbind beide krachten in krachten evenwijdig aan respectievelijk loodrecht op de helling, en stel vergelijkingen op.

Groet, Jan

Theo de Klerk op 17 april 2019 om 19:37

>De duwkracht die je moet leveren is (volgens mij) gelijk aan de x-component van -Fw.

Van belang is hier beweging langs de helling (de normaalkracht van de helling voorkomt dat het blok "erdoor zakt"). Dus bekijk je de (componenten van de) krachten langs de helling. Dat werkt het simpelst en het inzichtelijkst - wat Jan ook suggereert.

Je kunt wel alles langs X en Y assen ontbinden en ook dan moet bij stilstand gelden dat alle X en Y componenten elkaars werking opheffen. Maar da's veel meer gedoe dan de natuurlijke ontbinding langs/loodrecht op de helling.

123 op 17 april 2019 om 20:31

Als ik hem zo heb getekend (excuses voor de kwaliteit, heb mijn best gedaan op een beetje normale verhoudingen). Maar als dit klopt dan komt er dus 37,... uit, wat dus niet klopt. Echter zie ik de fout nog steeds niet. Stel ik zou Fduw ook een component in dezelfde richting als Fz(ld) heb dan zou die Fn weer beiinvloeden en hierdoor zal Fsw weer veranderen dus ik volg het nogsteeds niet..

Theo de Klerk op 17 april 2019 om 20:51

Fduw + Fwrijv = FZw zou ik denken, evenwijdig aan de helling. Ik zal het straks, bij meer tijd, eens narekenen

Jan van de Velde op 17 april 2019 om 21:50

dag 123,

als ik je plaatje zo eens bekijk dan lijkt het erop alsof je vergeet dat F_duw ook een ld-component heeft

Naar beneden langs de helling
Fz // = Fz·sin(30) (1)
Fw = µ·Fn (2)

naar boven langs de helling:
Fduw// = Fduw·cos(30) (3)

1 en 2 moeten samen gelijk zijn aan 3.

Fz·sin(30) + µ·Fn = Fduw·cos(30) (4)

nu naar Fn, want die heeft ook twee samenstellende delen

Fn = Fz,ld + Fduw,ld (5)

Fz,ld = Fz·cos(30) (6)
Fduw,ld = Fduw·sin(30) (7)

dus,. 5, 6 en 7 geven samen:
Fn = Fz·cos(30) + Fduw·sin(30) (8)

zie je hoe dit verder gaat?

Groet, Jan

123 op 18 april 2019 om 17:55

Bedankt voor je antwoord. Ik heb de functie uitgeschreven en ingevoerd in mijn Grafische rekenmachine. Hieruit verkreeg ik één van de antwoord mogelijkheden van de meerkeuze (84,1) dus ik ga ervanuit dat dit klopt.

Bedankt voor de hulp.

Jan van de Velde op 18 april 2019 om 21:13

123 plaatste:

../.. Ik heb de functie uitgeschreven en ingevoerd in mijn Grafische rekenmachine.

Jammer dat je de laatste stappen overlaat aan een dom apparaat.
Maar goed, zou je de eerste stappen zoals daarboven in gelijkaardige gevallen voor elkaar krijgen?

123 op 18 april 2019 om 21:23

Haha! We typen dit ook op zo'n 'domme' machine he!
Nee maar, ik begrijp je punt. Ik had hem in eerste instantie wel snel uitgeschreven, maar verkreeg toen geen antwoord (zal nog een rekenfoutje in gezeten hebben). Toen bedacht ik me dat invoeren in de GR dan altijd ook nog kan (was daarnaast ook minder werk ;-)).

In gelijkaardige gevallen zal ik er zeker uitkomen. Ik denk dat ik hem iets te makkelijk voorruit had geschoven op een onmogelijke berekening, door een verkeerde gedachtegang. Door de hulp ben ik inderdaad de jusite weg gaan inzien en daarnaast dat je soms (of altijd) de vergelijking beter even uit kunt schrijven in 'woorden' in plaats van met definitieve getallen. Bedankt.

Jan van de Velde op 18 april 2019 om 21:47

OK, succes verder.

en inderdaad, het zijn domme machines, zonder " ".
Kunnen alleen heel snel rekenen, dat dan weer wel.

Groet, Jan

Blokje op een helling.

Reacties

Plaats een reactie

Blokje op een helling.

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen