Blijft die  ]  vorm stijf (d.w.z. punt B blijft op zijn plaats) of draait alles rond a of buigt de constructie door op de onderste rechte hoek? Of combinatie van beide?

Indien stijf dan wordt de (horizontale) kracht F ook horizontaal op A uitgeoefend. Het (vertikale) gewicht van de L-vormige constructie ook, zodat de totale kracht OP A gelijk is aan de vectoriele som van F_A en F_zw (te berekenen via Pythagoras).

Toepassen van de momentenwet geeft aan hoe groot F₁ moet zijn om het gewicht ter grootte van F_zw te compenseren om de L niet te laten draaien. Als deze kracht F₁ te groot of te klein is terwijl de L-vorm niet draait, dan komen er (grote) krachten bij het bevestigingspunt bij (omdat de arm tot draaipunt A zeer klein is) om die draaiing toch tegen te houden. Als dat niet lukt dan buigt de bevestiging uit of brokkelt af omdat gewicht of kracht F₁ de bevestiging kapot trekt.

(PS: De tekening is een schets - vectoren niet op schaal. Zwaartepunt ook niet op juiste positie)

Een manier om het zwaartepunt te bepalen: deel de L figuur in 2 rechthoeken in. Bepaal van elk van de rechthoeken het zwaartepunt. Verbind beide zwaartepunten: dit geeft een "steunlijn".(Als je de figuur zou ophangen een een steunlijn-draad, zouden beide zwaartepunten onder elkaar zitten en de figuur kan draaien om die lijn). Deel de figuur in 2 andere rechthoeken in en bepaal opnieuw de steunlijn. Het snijpunt van beide steunlijnen is het zwaartepunt van de constructie. Dit enige punt kan de figuur in evenwicht houden in elke positie. Hier ligt het buiten het voorwerp dus is dit ophangen aan het zwaartepunt niet mogelijk.

(Berekenen van zwaartepunt: https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/11160/resultanten-bepalen)

Dag Theo punt B hoort niet te verplaatsen, Deze berekening is dan ook om te kijken of het bevestigingspunt van de constructie sterk genoeg is. Het zwaartepunt van de constructie is 60.28kg (omgerekend ongeveer 591N). Nu heb ik alleen nog de vraag hoe het zit met de richting van de krachten bij punt a? aangezien punt B een stuk hoger is en naar binnen wilt werken, komer er bij punt A dan geen krachten naar buiten aangezien deze niet naar binnen kunnen werken (rode pijl 2)?

stel even dat de rode pijlen van krachtvectoren  de enige zijn. De resultante wijst naar beneden en links. De reactiekracht van de bevestiging is dan even groot maar wijst tegengesteld: naar boven en naar rechts. (Dus niet jouw rode vector 2 in je tekening). Dit is een kracht OP de L-vorm, met als gewicht en kracht in B. Netto is er geen kracht: evenwicht. Als toch extra krachten nodig zijn in de bevestiging dan is de krachtenoptelling een iets andere.

Dag Sven,

ik weet niet zeker of ik goed begrijp hoe dit zou willen draaien zodra er iets mee zou gaan geven. Maar ik interpreteer dat als een kracht bij B die heel die L-vorm linksom zou willen doen draaien om bout A. Dat geheel lijkt echter niet gemaakt om iets te laten draaien, want de korte kant van die L zit klem tegen dat blauw getekende profiel met die uitstekende lipjes. 

Maar goed. Dan hebben we dus een linksdraaiend moment om A met een arm van 1 meter,
van M_L= 5000 x 1 = 5000 Nm

dat kan alleen maar gecompenseerd worden met een even groot rechtsdraaiend moment M_R, en de enige plek daarvoor is linksboven draaipunt A, met een heel kleine arm:
 

M_R = M_L = F_R x d_R 

5000 = F_R x 0,05

Als deze interpretatie van je constructie klopt, dan begrijp je hopelijk dat dat krachten zijn waarbij materiaal gaat vervormen, lassen gaan scheuren en bouten/assen domweg afgeknipt (shear) zouden kunnen worden? 

Groet, Jan

Dag Jan en Theo, bedankt voor jullie hulp. Die tegenwerkende kracht is dus als ik het goed begrijp evenveel in de tegenovergestelde richting. Dat is dan ook het enige wat ik moest weten, zodat ik weet hoe sterk dat draaipunt moet zijn. dat dit een draaipunt was komt omdat ik de constructie moet bevestigen aan een testbank en alleen bestaande gaten van boven heb en in de zijkanten (dat is hoe het in de tekening zit). Ik zal de constructie dan ook veranderen door 2 20mm bouten van boven te gebruiken in plaats van 1 aan de zijkant!

dag Sven,

wat in jouw constructie  "boven"  of  "zijkant"   heet weet ik niet, maar elke bevestiging verder van dat punt a vandaan is winst. Want dan wordt de arm groter en de krachten dus navenant minder. 

nee, vanwege de kortere arm véél groter:

In dat hoekje drukt er dus 100 000 N op dat profiel met die lipjes

NB, in de tegenovergestelde DRAAI richting.

in deze constructie kun je ook dat hoekje linksboven A een draaipunt noemen (het draaipunt is het enige punt dat stilstaat en waar alles omheen draait) en dan de kracht op die bout bedenken. Wat zijn dan richting en grootte van de kracht die bout A moet leveren om de boel op zijn plek te houden? 

NB, net zo goed als je de kracht bij B op de L-vorm kent, nu graag ook de kracht van bout A op de L-vorm, en niet andersom de kracht van de L-vorm op A. 

Groet, Jan

Hoi Jan, met 'boven' of 'zijkant' bedoel ik dat ik het draaipunt verwijder en bij punt a een bout van boven naar beneden steek

En heb je al uitgerekend hoe groot de krachten op je bout dan worden? 
NB, ik heb geen materiaalkennis om in te schatten of die uitstekende lipjes en/of die bout dat houden, dat is dan een vraag die elders opgelost gaat moeten worden. 

Het gaat mij dus om de berekening die ik erbij wil hebben en ik weet eigenlijk nogsteeds niet zeker hoe dat moet 🤔

De tekening is op schaal 1:10 (1 vakje is 1x1cm) de bank linksonder komt niet in contact met de bevestiging alleen met de bout. als ik het oed begrijp komt nu op die bout linksonder 5000N richting links en 335N richting onder. kan ik nu de stelling van pythagoras gebruiken om de resulterende kracht uit te rekenen? Dan kom ik uit op ongeveer 5011,2N.

dag Sven,

Gewoon kracht is niet je probleem. Was het maar zo'n feest. 

Probleem is dat je te maken krijgt met een MOMENT dat die bout in een s-vorm probeert te buigen. Want dat hele spel gaat proberen te draaien rondom die bevestiging op die "bank". 

Dat effect is een beetje alsof je die bout in de lengte inklemt in de bek van een giga-moersleutel van een meter lang en dan 500 kg aan het uiteinde van die moersleutel hangt:

En bovenstaand plaatje bedoel ik niet als een overdrijving om een humoristisch punt te maken, nee, hiermee is het letterlijk vergelijkbaar, zo'n brommerauto van 500 kg opgehangen aan een meter lange stok. 

Ik ben geen materiaalkundige maar als leek vrees ik voor die bout. 

zoals ik al eerder schreef, krachten rond die bout bedragen om en nabij 

"In dat hoekje drukt er dus 100 000 N"  

Groet, Jan 

Je berekening klopt alleen als de momenten veroorzaakt door de 500 N en door het gewicht vanaf de exacte positie van het zwaartepunt (niet op de plek zoals jij tekent en in werkelijkheid dichterbij het knikpunt van je L-vorm) ten opzichte van punt A in de bout precies even groot zijn en elkaar opheffen. En dat is volgens mijn grafische benadering duidelijk niet het geval. De bout moet een grote tegenkracht leveren die niet ver van Jans inschatting van 100 kN af zit.

Of het materiaal van de bout dit ook op langere termijn volhoudt of vervormt (eerst tot een S-vorm) en uiteindelijk breekt is dus de vraag. Daarvoor moet je de eigenschappen van het materiaal van de bout goed kennen.

Dag Allen. dit is ook wat ik dacht wat er zou gebeuren vandaar dat ik de berekening zo moeilijk vind omdat de krachten en richtingen dan naar mijn idee zouden veranderen bij vervorming. deze constructie word doormiddel van 2 bouten met een diameter van 20mm en een materiaalsterkte van 1080N/mm2 vastgezet, zie de afbeelding hieronder (tekening is niet op schaal).

in de simulatie die ik heb gerund op solidworks geeft hij aan dat de bouten dit zouden moeten volhouden (met 1 bout kan de constructie draaien en dat mag niet).

dag Sven,

Nu zijn er dus ineens twee bouten :) . Enfin, da's alleen maar beter. 

Hiermee treden we buiten het gebied waar ik nog meen voldoende verstand van zaken te hebben voor een zinnige bijdrage. Dit wordt nu verder constructietechniek en materiaalkunde. 

Als een simulatieprogramma vindt dat het goed genoeg is zou dat best kunnen. Houd wel in de gaten dat voor alle computerprogramma's het adagium "garbage in = garbage out" geldt. 

Je zou ook verder je licht op kunnen steken op Sciencetalk (voorheen Wetenschapsforum) op het forum constructie- en sterkteleer. 
https://sciencetalk.nl/forum/viewforum.php?f=125

daar lopen mensen rond met meer kennis op dit gebied. 

Groet, Jan 

Dag Jan, Het waren al 2 bouten :) alleen dat had ik er niet bij getzet, want het feit dat het 2 bouten zijn maakt voor de berekening niet uit toch? de kracht op de 2 bouten samen blijven hetzelfde als dat het op 1 bout zou zijn? En materiaalkennis is niet zo moeilijk als je denkt en zeer interessant om in te verdiepen! ik zal het linkje proberen wat je hebt gestuurd. Bedankt voor alle hulp weer aan iedereen😁!

Hangt er van af hoe die bout(en) in de constructie zitten. Hoe dan ook, je speelt met serieuze krachten, dus pas een beetje op hoe je daarmee omgaat. 

Succes ermee verder,

Groet, Jan