remmende zwaluw en trein
Elke
stelde deze vraag op
25 januari 2006 om 16:56.
Hoi,
Ivm F=m*a is nu gevraagd:
een zwaluw met een massa van 50.0 g vliegt tegen een snelheid van 54.0 km/h. Op een afstand van 1.50 m van zijn nest begint de zwaluw te remmen en komt op zijn nest tot stilstand. Bereken de grootte van de uitgeoefende remkracht.
EN
Een trein van 300 ton de met een snelheid van 90 km/h rijdt kan in 40s tot stilstand gebracht worden. Bereken de grootte van de remmende kracht en de remafstand.
2 keer een soortgelijke vraag dus, maar ik zie niet goed hoe ik de gegeven getallen in verband kan brengen met de formule F=m*a.
Alvast bedankt voor de hulp, en nogmaals bedankt voor de uitstekende hulp die ik op dit forum krijg ivm de cursus fysica! :)
Jaap
op
25 januari 2006 om 20:14
Dag Elke,
Mogen we aannemen dat de beweging in beide gevallen EENPARIG vertraagd is? Zo ja...
Zwaluw
De zwaluw remt van 54,0 km/h = 15,0 m/s tot stilstand.
De gemiddelde snelheid is 15,0/2=7,50 m/s.
Over de 1,50 m doet de zwaluw deltat=s/vgem=1,50/7,50=0,200 s.
De versnelling is a=deltav/deltat=-15,0/0,200=-75,0 m/s².
De resulterende kracht (tevens remkracht) is Fres=m*a=0,050*-75,0=-3,75 N.
Eén zwaluw maakt nog geen lente, maar gelukkig verschijnt er een.... Tweede zwaluw
v(t)=v(0)+a*t > 0=15,0+a*t > t=-15,0/a
Als we de film achteruit draaien, verandert de eenparig vertraagde beweging in een eenparig versnelde beweging vanuit rust, waarvoor geldt s=(1/2)*a*t² > 1,50=(1/2)*a*(-15,0/a)²=112,5/a > a=112,5/1,50=75,0 m/s².
Draait de film weer vooruit, dan a=-75,0 m/s² > Frem als boven.
Derde zwaluw We kunnen ook stellen dat de remarbeid W=Frem*s gelijk is aan de verandering van de kinetische energie=0-1/2*m*v²
> Frem*1,50=-1/2*0,050*15,0².
Maar dan gaan we voorbij aan de tweede wet van Newton.
Trein
v(0)=90 km/h=25 m/s a=deltav/deltat=-25/40 Frem=Fres=m*a=300*10^3*-25/40
s=vgem*deltat=(25/2)*40=500 m
Werken met de gemiddelde snelheid maakt in dergelijke gevallen soms een kortere, minder formalistische oplossing mogelijk.
Hopelijk helpt dit u te zien hoe de gegevens in verband kunnen worden gebracht met Fres=m*a.
