F=m*a waarbij F functie van tijd is

Jimbo stelde deze vraag op 13 juni 2021 om 12:21.

 ik zit met een natuurkunde vraag waar ik zelf niet uit kom. 
de vraag: 
De mijnwagen van 400 kilo gram wordt met behulp van de motor M en een kabel de helling opgetrokken. op een bepaald moment oefent de motor een kracht uit van F=(3200t^2) N op de kabel waarbij t de tijd is in seconden. de mijnwagen heeft op t = 0 als s = 0, een begin snelheid van v1 = 2 m/s. bepaal de afstand die de mijn wagen omhoog is gereden op t = 2 seconden. de helling is met verhoudingen, de schuine zijde is 17, de  verticale is 8 en de horizontale is 15. er zijn geen statische of kinetische weerstanden. ik weet dat het antwoord 5,43 meter is ik weet alleen niet hoe ik op dit antwoord uit moet komen.   

Reacties

Theo de Klerk op 13 juni 2021 om 12:59
Niemand beweert dat de versnelling a.g.v. een kracht constant blijft - zeker niet als of massa verandert (een raket die brandstof verbruikt wordt lichter) of de kracht (af- of toenemende motorkracht).

Dat laatste is in je beschrijving het geval. Bij een platte weg geldt:
a = F/m = 3200t2 / 400 = 8 t2 
Dat betekent met wat integratiewerk (voor 6 vwo):
v = ∫ a dt = 8/3 t3 + v0    
s = ∫ v dt = 2/3 t4 + v0t + s0  
waarbij s0 en v0 de beginafstand en beginsnelheid zijn (s0 = 0 m volgens je tekst, v0 = 2 m/s )
Allemaal in s(t) invullen voor t=2 s en het antwoord rolt eruit voor ideale omstandigheden.

Langs een helling heb je nog een extra (wel constante) tegen-versnelling door de zwaartekracht als je omhoog gaat (of mee-versnelling als je de helling afgaat):

a = 8t2 - g sin φ  als φ de hellingshoek is.
Zelfde manier integreren (g = 9,81 N/kg) :
v =  8/3 t3 - gt sin φ + v0  
s = 2/3 t4 - 1/2 gt2 sin φ + v0t + s0
Jimbo op 13 juni 2021 om 13:33
hoi theo, 
super bedankt voor je snelle antwoord. ik zie nu dat ik fout ging door F zelf te intergreren en niet om schrijven in a en dan pas intergreren. 
met vriendelijke groet,
Jim
Theo de Klerk op 13 juni 2021 om 13:57
Het is niet de kracht die bepaalt hoe de beweging zal zijn, het is de versnellingscomponent van de kracht a =F/m . Dat is ook wel logisch als je met eenzelfde kracht een vrachtwagen omhoog trekt of een fiets... dan is de massa niet onbelangrijk.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Ariane heeft eenendertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)