Gewicht bepalen met veerunsters

Isabel stelde deze vraag op 10 januari 2015 om 13:48.

 Heeyy, ik had even een vraagje. Voor natuurkunde moeten we een practicum uitvoeren en daarbij moeten we de massa van een gewichtje bepalen.

We krijgen een statief met daaraan twee veerunsters en dat is alles, daarmee moeten we het gewicht bepalen. Nou vroeg ik me af hoe dat moet want ik snap er echt niets van.

De opstelling ziet er ongeveer zo uit:
 
Het enige wat we weten is de Newtons die aan de veerunsters hangen (A & B) en we moeten er achter komen wat de massa is van gewicht C.

Wie zou mij hiermee kunnen helpen?

Alvast heel erg bedankt!

Reacties

Jan van de Velde op 10 januari 2015 om 14:21
dag Isabel,

ik ben even niet mee. In je afbeelding zie ik drie veerunsters die in een frame gespannen zijn, en geen gewichtje. 

bedoel je niet eerder zoiets, een gewichtje dat ophangt aan twee schuin opgehangen veerunsters?



Groet, Jan


Isabel op 10 januari 2015 om 15:10

 

Hoi Jan,


Ja zo'n opstelling bedoelde ik, kon alleen geen ander plaatje vinden.
Jan van de Velde op 10 januari 2015 om 15:44
dat wordt een kwestie van krachten en hoeken meten.

omdat de boel stil hangt betekent dat dat de krachten zowel verticaal als horizontaal in evenwicht zijn. in dit geval betekent dat:

  • de verticale componenten van de unsterkrachten samen zijn gelijk (maar tegengesteld gericht) aan de zwaartekracht op je gewichtje.
  • de horizontale componenten van beide unsterkrachten zijn aan elkaar gelijk maar tegengesteld gericht en heffen elkaar dus op. 

vlotste pad:
  1. teken de krachten (aflezen) in een passende schaal, in de juiste richtingen (nauwkeurig hoeken meten).
  2. teken parallelogram.
  3. meet je nettokracht en reken via de schaal om naar je gewicht. Dit laatste kun je met goniometrie natuurlijk ook berekenen.



Groet, Jan
Isabel op 10 januari 2015 om 16:01
Ahh heel erg bedankt, alleen stap 3 begrijp ik niet helemaal.
Als mijn schaal bijv. 1 cm = 5N is, en de pijl van de Nettokracht is 5 cm, dan is de nettokracht dus 25N. Hoe reken ik dan om naar (kilo)grammen?
Theo de Klerk op 10 januari 2015 om 16:14
zwaartekracht (in N)= massa (in kg) x 9,81 (in N/kg)
Jan van de Velde op 10 januari 2015 om 16:15
wat snap je niet van stap 3?


Isabel op 10 januari 2015 om 21:59
Ahh nee nu snap ik het, heel erg bedankt.

Voor de toets moet ik sinus, cosinus of tangens gebruiken ipv de opstelling op schaal te tekenen. Op schaal tekenen mag ook, maar dit kost me punten.

Weet u toevallig ook hoe ik het op die manier zou kunnen doen?
Theo de Klerk op 10 januari 2015 om 22:26
De kortste weg is de cosinus regel maar je kunt ook alle krachten ontbinden langs een rechthoekig (x,y) assenstelsel en dan de sin/cos/tan definities loslaten op de gevorme rechthoekige driehoeken
Isabel op 10 januari 2015 om 22:32
Uhm dat snap ik even niet. Misschien moet ik het maar bij schaal tekenen houden, ik ben niet de slimste...
Isabel op 10 januari 2015 om 22:33
Of zou u er een stappenplan van kunnen maken?
Misschien snap ik het dan wel.
Jan van de Velde op 11 januari 2015 om 00:14

Isabel plaatste:

Misschien moet ik het maar bij schaal tekenen houden, ik ben niet de slimste...
Nounou, beetje meer zelfvertrouwen mag vast wel....

Isabel plaatste:

Of zou u er een stappenplan van kunnen maken?


eerst even een nette tekening op schaal maken, waarbij je de krachten gelijk ontbindt in hun horizontale- (x-) en verticale (y) componenten (dat hoeft om te rekenen niet per se op schaal, even een ruw schetsje voor het overzicht is genoeg, maar als ik het gelijk netjes doe dan kan ik mijn rekenuitkomsten naderhand vergelijken met mijn tekenuitkomsten)


  • Ik ken de kracht F1, laten we zeggen 5 N
  • Hoek A, laten we zeggen 76°
  • Wat me interesseert is de grootte van F1y, want die moet samen met F2y mijn gewicht omhoog houden. 
even schemaatje maken van de rechthoekige driehoek die ik daarmee zie



en dan derdejaars goniometrie toepassen:

schuine zijde is 5 N, aanliggende rechthoekszijde onbekend,
dus cos(76) = ??/5,
dus ?? = 5 x cos 76 = 1,21 N 
 

doe iets vergelijkbaars voor F2, en tel de resultaten (F1y en F2y) bij elkaar op. 

Kun je vást wel....

En als je hem dan ook nog netjes op schaal tekent zoals een paar berichten hierboven en dan grafisch bepaalt, dan kun je de twee uitkomsten met elkaar vergelijken. Als je netjes en groot genoeg tekent, en correct rekent, zullen die uitkomsten niet meer dan een paar procent verschillen. 

groet, Jan 


Isabel op 11 januari 2015 om 11:47
Echt heel erg bedankt! :) Ik snap het nu helemaal :D
Jan van de Velde op 11 januari 2015 om 11:56

Isabel plaatste:

Ik snap het nu helemaal :D
Zie je wel dat je toch slimmer bent dan je zelf denkt 
Theo de Klerk op 11 januari 2015 om 12:20
Zie bijlage voor uitleg voor gebruik cosinusregel.
Belangrijk hierbij is te herinneren dat   cos (180 - a) = - cos (a)
De rest is (eind) derde klas goniometrie.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)