Evenwicht balk
Renée stelde deze vraag op 11 augustus 2007 om 12:49.Dag, Ik ben Renée en ik heb een herexamen fysica en daarom wilde ik me er extra goed voor voorbereiden... Ik kreeg een bundeltje met enkele interessante vraagjes van een vriendin en er zijn er enkele die ik niet kan vinden... Zou iemand me kunnen helpen?
"Een uiteinde van een heel lichte balk met lengte 5m steunt op een muur. Het andere uiteinde wordt door een bouwvakker vastgehouden zodat de balk horizontaal staat. Zo tilt hij een last op die op 2 meter van de muur aan de balk is vastgemaakt. Recent heeft de bouwvakker bewezen een hefkracht van 800 N te kunnen ontwikkelen. Welke massa kan hij tillen? (g= 10 m/s²)
Ik kom bij het oplossen van deze vraag telkens 120 kg uit, toch is het juiste antwoord 200kg. Kunnen jullie me helpen?
Reacties
Dag Renée,
Bij zulke hefboomopgaven is het raadzaam eerst een schets van de situatie te maken. Teken daarin alle krachten (als vectorpijlen) die op de hefboom (de balk) werken, met het goede aangrijpingspunt en in de juiste richting. Teken ook de arm r van elke kracht.
In dit geval werken er twee krachten op de balk: de spierkracht Fsp van de bouwvakker en de gewichtskracht Fgew van de last op de balk. Fgew is even groot als de zwaartekracht Fz=m*g op de last. Deze m is gevraagd.
In je schets zie je dat de arm van Fsp 5 meter is, en de arm van Fgew 2 meter. De arm van Fsp is dus 5/2=2,5 maal zo groot als de arm van Fgew. Volgens de hefboomwet is bij evenwicht Fsp 2,5 maal zo klein als Fgew, ofte wel Fgew is 2,5 maal zo groot als Fsp. Dus Fgew is 2,5*800=2000 N. Met g=10 m/s² vind je dan m=....
Omdat de balk heel licht is, heb ik de zwaartekracht op de balk zelf verwaarloosd.
Groeten,
Jaap Koole
Erg bedankt voor de reactie, ik denk dat ik het nu wel snap!
Renée
Het komt weer eens niet uit.....
M1= Ft*d1=Ft*5=1500 Nm
M2=Fz*d2=Fz*2=m*20 Nm/kg
d1=2,5 d2
Gevolg: bij evenwicht zal Fz 2,5 keer groter zijn dan Ft dus
Fz=2,5 Ft= 2,5*1500=3750N
Fz/g= m= 375 kg?????????????????????????? Dit is niet de juiste uitkomst kan iemand me helpen??????
Groetjes, Renée
Dag Renée,
M1= Ft*d1=800*5=4000 Nm
De balk is in evenwicht, dus M2=M1=4000 Nm. We weten ook dat d2=2 meter.
M2=Fz*d2 → 4000=Fz*2 → Fz=4000/2=2000 N
Fz=m*g → 2000=m*10 → m=200 kg
Groeten, Jaap Koole
Bedankt Jaap, een grote rekenfout dus ;)!!!
Groetjes,Renée
En ik had mijn rotatiepunt dus ook fout gezet!!! (natuurlijk staat die niet op de plaats van de massa maar op de muur!!!!)
Groetjes, Renée
Hoe zit het nu weeral met het teken van een moment?
Groetjes, Renée
Hoi, ik ben Emma en ik kom hier sinds eergisteren ook met mijn vraagjes...
Ik denk dat ik je kan helpen:
Moment<0 als de kracht in wijzersin werkt
Moment groter dan 0 als de desbetreffende kracht tegenwijzersin werkt...
In jouw oefening:
M1= -F1 *d1= -40000 Nm
M2= F2*d2= massa * 20 Nm/kg
M1+M2=0
M2=-M1
massa*20 Nm/kg = - (-40000 Nm)
en -*-=+ dus dan is massa= 200 kg
Hopelijk heb ik je een beetje kunnen helpen,
Groetjes Emma
Dag Emma,
Schitterend dat jullie elkáár helpen :) Leer je als helper vreselijk veel van, jezelf dwingen om het helder op een rijtje te zetten.
Ik hoop alleen dat Renée ook doorheeft wat je bedoelt met je vergelijking:
M2= F2*d2= massa * 20 Nm/kg
en dan vooral met die op het eerste gezicht vreemd lijkende eenheid Nm/kg .
(je haalt hier een knap truukje uit om je vergelijking kloppend te maken)
Groet, Jan
