Slinger in water
Anoniem stelde deze vraag op 09 december 2024 om 01:32.Hallo,
Ik moet voor school een model maken van een bal die vast zit aan een touw en als een slinger in water terechtkomt. Hierbij moet ik het model op twee momenten simuleren. Als de bal boven water is en wanneer de bal in het water is. De tussen momenten, dus wanneer de bal half in het water is hoef ik nog niet mee te nemen. Ik heb nu een model proberen te maken, maar de beweging die de grafiek aangeeft komt niet overeen met de werkelijkheid. Nu wil ik vragen of iemand enig idee heeft hoe ik verder kan en wat er niet klopt aan het model, want ik loop aardig vast. Zie de bijlage voor wat ik nu heb.
Bijlagen:
Reacties
In elk geval klopt dit niet:
Ik zou denken dat x = x + vx·dt ipv + dt. Qua dimensie klopt het natuurlijk ook niet om [dt] = s bij een eenheid [x] = m te tellen...
Ook staan er = en := toekenningen.
Dit model heeft nooit uitgevoerd kunnen worden zonder foutmeldingen.
Bedankt voor uw reactie. Coach voert het model wel uit zonder foutmeldingen, maar heeft u misschien wat tips waarmee ik verder zou kunnen werken. Ik heb namelijk amper uitleg gehad over het modelleren en ik weet niet hoe ik verder moet en kan.
ik zou beginnen met een tekening te maken van het geheel met toestanden in lucht, net boven water en in het water. Dan eens aangeven welke krachten daar spelen en hoe de x- en y-componenten ervan invloed hebben op de beweging.
Nu zie ik een vreemd model waarin het soms lijkt dat de oorsprong in het ophangpunt van de slinger zit (en dus y < 0 altijd waar is) en dan eens hoek alpha en dan eens x/L als sinus alpha wordt gebruikt. Is alpha nodig? Of x/L? Slingerlengte L hoeft ook niet telkens uit x en y berekend te worden: die blijft hetzelfde. Terug naar de tekentafel dus of een model-genererend AI pakket dat wel goed werkt.
Ineens begon een ander topic ook hierover ( https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/68978/modelleren-slinger-door-water ) maar laten we hier verder gaan.
Hoi,
ik ben nu ook bezig met een slinger door een waterbak en heb ook een opwaartse kracht en een weerstandskracht toegevoegd op de bal op het moment dat de bal volledig in water is, dus in het model nemen we voor nu alleen nog de toestanden mee waarin hij helemaal boven of helemaal onder water is. Nu stopt het model na een tijdje en geeft een fout melding aan waarbij hij aangeeft dat de waarde buiten bereik is (-1,01135226689). Deze fout wordt veroorzaakt bij de regel alpha:= arcsin(u/l) (zie bijlage voor model). Ik vermoed dat dit met de x te maken heeft die u geeft, maar ik weet niet precies wat er niet klopt en hoe ik dit aan kan pakken. Kan iemand mij hier mee helpen?
Bijlagen:
Een sinuswaarde moet tussen -1 en +1 liggen, anders is het goniometrisch incorrect. Maar dan is α = ±90° en is het model met aannamen niet realistisch.
In je model is u:=0,4 - x dus ik vermoed dat x blijkbaar groter dan 1,4 wordt, al zie ik x nergens berekend worden (modelregels buiten beeld?).
Het oppervlak van een bal is inderdaad 4πr2 maar het effectief oppervlak is de doorsnede die door lucht of water gezien wordt: de cirkel met πr2.
v is niet zomaar v = v + dv want het verschilt in vx en vy richting (en dvx, dvy) en de grootte van v is dan √(vx^2 + vy^2) en de richting is arcsin (vx/vy).
De weerstandskracht is tegengesteld aan de richting van v (vectorieel: dus welke richting ?) en wisselt van teken na elke halve slingertijd. De zwaartekracht en weerstandskracht moeten ook vectorieel worden opgeteld. Hoek alpha speelt dus een belangrijke rol.
g = 9,81 suggereert dat de positieve richting naar beneden is gericht. De opwaartse kracht Fo moet dan negatief zijn en niet positief: dan is het een neerwaartse kracht.
dy := Fzx * sin alpha maar Fzx := Fz sin alpha dus dy := Fz sin2 alpha ? En waarom is dy van Fzx afhankelijk en niet Fzy?
Een hoop dingen om over na te denken en een beter model te bedenken.