Schans

nicholas stelde deze vraag op 18 april 2015 om 14:15.

 Beste,

ik ben student industrieel ingenieur bouwkunde en we kregen als opdracht een schans te bouwen. In tegenstelling tot vele schansen is het bij ons de bedoeling het balletje zo HOOG mogelijk te krijgen.
we maken gebruik van een stalen kogel met diameter 14.3mm en een gewicht van 0,012kg, de starthoogte dient 1,20m te bedragen. Onze schans zal tevens ook uit staal gebouwd worden. Nu is mijn vraag hoe ik hiervoor de ideale lanceringshoek/kromming kan bepalen? Ik heb reeds meerdere methoden geprobeerd maar ik heb steeds het probleem dat de variabele wegvalt of dat er onnoemelijk veel variabelen overblijven. Kan iemand me hierbij helpen?

vriendelijke groeten,

nicholas

Reacties

theo op 18 april 2015 om 14:39
Vanuit energieoverwegingen zal de bal nooit hoger komen dan de beginhoogte. Als er ook nog een beginsnelheid is dan zal gelden:
1/2 mv2 + mghbegin= mgheind.
En bij een kogel met straal en rollend komt daar bij de linkerkant ook nog 1/2 Iω2 bij ivm rotatie energie
Jan van de Velde op 18 april 2015 om 16:33

theo de klerk plaatste:

En bij een kogel met straal en rollend komt daar bij de linkerkant ook nog 1/2 Iω2 bij ivm rotatie energie
En aangezien dat een significante portie energie vreet lijkt het het beste om dat balletje niet "af te vuren", maar gewoon door te laten rollen terug een helling op.

nicholas neve plaatste:

  Ik heb reeds meerdere methoden geprobeerd maar ik heb steeds het probleem dat de variabele wegvalt of dat er onnoemelijk veel variabelen overblijven. Kan iemand me hierbij helpen?

onnoemelijk veel variabelen kunnen er niet zijn. Rolwrijving staal op staal kunnen we in eerste instantie verwaarlozen, luchtweerstand idem want zulke grote snelheden halen we niet, blijven over zwaartekracht, normaalkracht (afhankelijk van het model van de baan), valhoek, schuifwrijving, rotatie-energie en translatie-energie. 
Steek dat in een model en kijk of er omstandigheden zijn dat je de rotatie-energie kunt beperken, desnoods uitruilend tegen (minder) schuifwrijvingsarbeid. Mogelijk is daar winst te halen, door bijvoorbeeld geen traditionele schans te bouwen maar het kogeltje van 1,20 m hoogte op een kant van een halfcirkelvormige schans te laten vallen.

Enneh, een laagje olie, mag dat? 

Groet, Jan

 
nicholas op 20 april 2015 om 12:17
Beste Jan,

heb je het dan over een U vorm zoals zeg maar, een skateramp? Blijft mijn vraag nog, deze halve cirkel, hoe bereken ik hiervan de ideale straal? 

Groeten, Nicholas
Jan van de Velde op 20 april 2015 om 17:14
de berekening zie ik zo 123 niet: het blijft een afweging van hoeveel draaiing de kogel ervan krijgt, en hoeveel schuifwrijving het veroorzaakt. Een kortere boog lijkt dus aanbevolen, maar een kortere halvecirkelboog veroorzaakt ook een grotere normaalkracht (en dus weer meer schuifwrijving en dus weer meer remming en draaiing).
Of er een minimum is en waar, kwestie van in een model gieten en draaien maar, met verschillende boogstralen. En mogelijk dat je dan ook wel de juiste berekeningen ziet (met ongetwijfeld een fikse portie integralen) om het vervolgens in formules te gieten.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft zesentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)