Kracht benodigd bij rollende massa een helling optrekken

Naurta stelde deze vraag op 29 november 2019 om 09:38.

Stel je hebt een hellingspercentage van twintig procent 

Je wilt een rollende massa van 1000 kg die helling optrekken
Hoeveel kracht heb je daarbij nodig

Praktijk: is het fysiek mogelijk een pallet met 1000kg met een pallet pompwagen een aanhangwagen optrekken onder een hellingshoek van twintig procent. 

Reacties

Theo de Klerk op 29 november 2019 om 10:21
Dat lijkt een beetje op een recente vraag: https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/68750

B
erekening:
1. Hoeveel gewicht heeft 1000 kg?  (G = mg = 1000 g newton, g=9,81 N/kg)
2. Hoe hoog wordt uiteindelijk die massa getrokken?  (h in meters)
3. Hoeveel neemt diens zwaarte-energie daardoor toe? (mgh joule)
Die energie moet je toevoegen aan de massa. Dat doe je door arbeid te verrichten.
4. Hoe lang is de helling waarlangs omhoog gerold wordt?  (s meters)
5. De arbeid is dan W = Fs  (joule, F is de kracht in newton)

Voeg je stap 5 en 3 samen dan kun je je antwoord berekenen:
Fs = mgh
F = mgh/s

De helling van 20% heeft een hoek α en dat betekent tan α = 0,2
h/s = sin α zodat h/s = sin (tan-1 0,2)
F = mg sin (tan-1 0,2)

Dit is een onderste waarde want in praktijk moet de geleverde arbeid niet alleen de extra zwaarte-energie leveren maar ook de (rol)weerstand en wrijving moeten compenseren. En niet alleen de massa van 1000 kg moet omhoog, de aanhangwagen (massa?) ook.

Om de kracht in kilogram-kracht (kgf) om te zetten moet je door g=9,81 delen. Een niet meer gebruikte eenheid maar buiten de natuurkunde nog veelvuldig in omloop.
Jan op 29 november 2019 om 12:35

Naurta plaatste:

Praktijk: is het fysiek mogelijk een pallet met 1000kg met een pallet pompwagen een aanhangwagen optrekken onder een hellingshoek van twintig procent. 

Praktijk: nee.
Qua kracht misschien met een stuk  of vier stevige kerels? 
Praktijktest: zet een badkamerweegschaal verticaal tegen de muur net iets onder schouderhoogte en duw erop uit alle macht, ga gerust voorover in een duwhouding staan. 

Nog afgezien van de reële mogelijkheid dat een van de kleine wieltjes van je pompwagen blijft hangen in de beginhoek van de helling, of de achterste onderbalk van je pallet over de vloer gaat schuren vlak voordat hij helemaal op de helling staat waardoor kantelen van je pallet een reëel gevaar is.


En óók nog eens afgezien van de quasi-zekerheid dat àls je hem al de loopplanken op geduwd krijgt, de pallet zal bijven vasthangen in het midden op de overgang loopplank-laadvloer: 



pompwagens zijn gemaakt voor vlakke vloeren of op zijn hoogst hele flauwe hellinkjes zonder scherpe overgangen. Verticaal transport doe je met een heftruck.

Een pallet van een ton is trouwens ook al geen kattepis. Moet er niet aan denken dat dat zelf terug een 20% helling af wil, of kantelt, als er iets mis gaat.

groet, Jan
AJO op 08 februari 2024 om 10:45
20% helling is gelijk aan een hoek van atan(0.2)=11.31°
de kracht (zonder rolweerstand) die nodig is om de pallet over de helling te trekken is F=mg.sin(11.31°)=9810x0.196= 1924N De kracht om de palletwagen over de helling te trekken is dus 1924N, echter de hendel staat ook nog onder een hoek waardoor de benodigde trekkrecht nog hoger wordt. Zonder hulp van een olifant is dit niet mogelijk.
Theo de Klerk op 08 februari 2024 om 16:39
>Zonder hulp van een olifant is dit niet mogelijk.

Met heel veel hamstertjes van AH lukt het misschien ook wel... of buffels... ;-) Maar je hebt gelijk: er is een grote kracht nodig - zoals ook al in eerdere  posts werd aangegeven.
Erik op 10 augustus 2024 om 19:14

hallo , ik wil een lier kopen om een auto van 1000 kg op een trailer te trekken 

de hoek zal ongeveer 20 gr zijn zoals in het voorbeeld 

heb ik dan rond 2000 N ( 200KG) nodig, ijkt me erg weinig

ik hoor het wel van je 

gr erik 

 

 

Theo de Klerk op 10 augustus 2024 om 20:12

Allereerst zul je de kracht nodig hebben om de wagen horizontaal te verplaatsen (rolwrijving). Op een schuine helling is die kracht nodig (iets kleiner in grootte) plus de gewichtcomponent langs de helling.

Jaap op 11 augustus 2024 om 00:09

Dag Theo,

De auto in Eriks tekst heeft een massa van 1000 kg, niet 200 kg. Ik help je graag.

Groet, Jaap

Theo de Klerk op 11 augustus 2024 om 02:05

ik las 1000 en schreef toch 200.  Dom. 1 fout die consequent 3x is gebruikt. Aangepast. 

Maar dat doet niks af aan de redenatie van krachten.

Erik op 18 augustus 2024 om 16:04

kun je ook de berekening maken voor mij wat ik aan trekkracht nodig heb om de auto 

op de trailer te trekken ?

 

alvast bedankt 

gr erik 

 

Theo op 18 augustus 2024 om 17:46

nee want ik weet niet wat de trekkracht (rolweerstand) horizontaal is . Daarna kun je het zelf uitrekenen.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft drieëntwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)