theorie kogel afvuren
S.
stelde deze vraag op
09 november 2008 om 20:07.
Hallo,
Ik heb een vraag. Ik moet een theorie maken bij de volgende opdracht
Inleiding
Als je een kogel wegschiet vanaf de grond dan hangt de afstand waarop de kogel de grond treft af van de hoek waaronder de kogel is weggeschoten. De bedoeling is dat je een kogel steeds met dezelfde afstand wegschiet en de hellingshoek verandert.
Het doel is te bepalen hoe de afstand van de hellingshoek en of de theorie hierover klopt
Benodigdheden
Schiettoestel met kogel, statief, rolmaat, carbonpapier en wit papier, geodriehoek, veerunster.
Aanwijzigingen/opdrachten
1. Je zult eerst van de veer in het schittoestel de veerconstante moeten bepalen. Doe dat met de veerunster. Meet ook de massa van de kogel op. Bepaal uit deze gegevens de snelheid waarmee de kogel steeds wordt weggeschoten in de x-richting en een in de y-richting, afhankelijk van de hellingshoek. (Dit heb je dus nodig voor je theorie).
2. Stel zoveel mogelijk verschillende hellingshoeken in en bepaal de afstand waarop de kogel weer neerkomt.
3. Bepaal uit je metingen de snelheid waarmee de kogel in werkelijkheid wegschiet.
4. Bepaal het rendement van de veer (energie die je erin stop t.o.v. de energie die je eruit haalt).
Practica hoeft dan niet, maar wel de theorie. Ik moet het helemaal zelf doen, maar ik heb alles boeken bekeken, maar ik snap er helemaal niets van! Kan er iemand mij helpen? Ik zou u erg dankbaar zijn!
Met vriendelijke groet,
Vraagsteller S.
Reacties
Jan
op
09 november 2008 om 21:58
Dag S,
Dat zou op een complete minicursus kinematica kunnen uitdraaien. Daarom eens even zien wat je al wél weet, want anders gaan we allebei bergen tijd verspillen.
begin aub even met googlen, verticale worp.
Kun je daarmee overweg, dan een stapje verder met horizontale worp.
Als dat óók lukt, schuine worp
Waar je onderweg ook vastloopt, kom terug. Maar dan weet ik tenminste waar we moeten beginnen.
groet, Jan
S
op
16 november 2008 om 21:52
Hallo Jan,
Ik heb me er verder in verdiept en ben hieruit gekomen. Kunt u dit even doorlezen en laten weten of het klopt? En als het niet klopt wat er fout is?
Er wordt een kogel vanaf de grond weggeschoten. De afstand waarop de kogel de grond treft hangt af van de hoek waaronder de kogel is weggeschoten. Een kogel wordt steeds met een snelheid van 2m/s weggeschoten, de hellingshoek varieert van 0? tot 90?. Met de veerconstante hoeft nog geen rekening gehouden te worden omdat de snelheid constant is.
Zie plaatje.
Sin α = Vy/V
Vy is de afstand om om de maximale hoogte te bereiken.
Vy = g×t
Die t is de tijd om de maximale hoogte te bereiken.
t×2 is de tijd waarna de kogel weer op de grond is.
s = v×t
s is de afstand waarna de kogel weer op de grond komt.
Dus dit wordt de berekening bij 10?.
Sin α = Vy/V
sin 10? = Vy/2
Vy = a
Vy = g×t
a = 9,81×t
Deze tijd × 2 = b
s = v×t
s = 2×b
s = c
a b en c kunnen uitgerekend worden.
Alvast bedankt,
S.
Jan
op
17 november 2008 om 01:18
Dag S.,
Klopt als een zwerende vinger, maar doet niet zo'n zeer :).
Doe jezelf nog een lol en poets je notatie nog een beetje op:
bijv : shor = vhor·t
Komt het er nu nog op aan je benodigde schuine snelheid te vertalen naar een benodigde bewegingsenergie, die weer naar veerenergie, en die weer naar een benodigde indrukking (de veerconstante zou je gaan meten)
laat maar weten of het lukt of waar je vastloopt.
groet, Jan
S.
op
17 november 2008 om 14:43
Beste Jan,
Ik heb dit zo toegepast.
De afstanden die eruit komen zijn verbazingwekkend laag. Zo komt er bij een hoek van 60? een afstand van 0,706m uit.
Dit is volgens mij erg onwaarschijnlijk.
Weet u waardoor dit komt? Of kloppen deze afstanden wel?
Alvast Bedankt,
S.
Jan
op
18 november 2008 om 22:21
S., 17 nov 2008
Beste Jan,
Ik heb dit zo toegepast.
Heb je geen rekenfout gemaakt?
Ik vind
voor de verticale startsnelheid wortel3 m/s
voor de tijd omhoog dus 0,594 s, totale tijd 1,188 s.
voor de horizontale snelheid 1 m/s
voor de horizontale afstand dus 1,118 m
even geen rekening gehouden met significanties
S.
op
19 november 2008 om 09:23
Jan,
Ik kom niet op die 1,18m.
De snelheid die ik heb vastgesteld is 2m/s.
Dit is mij berekening bij 60?
Sin α = Vy/V
sin 60? = Vy/2
Vy = 1,732m/s
Vy = g×t1
1,732 = 9,81×t1
t1 = 0,177s
t2 = t1×2 = 0,353s
s = v×t2
s = 2×0,353s
s = 0,706m
Dus iets heel anders dan 1,18m. Weet u waar ik de fout in ga? En kunt u de goede berekening laten zien?
Groetjes,
S.
Jan
op
19 november 2008 om 20:46
Dag S.,
je berkening klopt. Ik kan mijn kladje van gisteren niet meer terugvinden, mij stijgtijd is niet in orde, de jouwe wél. Blijkbaar ehb IK een rekenfoutje gemaakt. sorry.
je afstand van 70 cm horizontaal is dus in orde.
Ach, 2 m/s is nou ook weer eit zo'n dodelijke snelheid hè.....
groet, Jan
S.
op
02 december 2008 om 17:58
Hallo Jan,
Ik heb nu een ander probleem, ik heb dus nu gemeten, en ik moet nu eigenlijk zelf de snelheid bepalen.
Kan ik dan gewoon de formule van de veerconstante = kinetische energie gebruiken?
Ik zal eerst mijn meetresultaten laten zien
massa van de kogel is 16,7 g
de kracht van de schiettoestel (met veerrunster gemeten) is 6,8N
met een uitrekking van 1 cm (kon niet groter, omdat het erg moeilijk ging met meten)
ik zit met nog een vraag
moet ik dan de formule van de veerconstante nemen (F=C.U)
of moet ik de veerenergie gebruiken? (Ev=0,5C.U²)
formule van kinetische energie is 0,5mv²
de snelheid moet zowiezo groter zijn dan 2, omdat mijn meetresultaten 40 cm groter zijn dan die van mijn theorie.
Krijg ik dan zoiets?
(F=C.U)=0,5mv²
6,8x1= 6,8N= 0,5x16,7xv²
v=wortel van (6,8/8,35)=0,4....
dat klopt dan eigenlijk niet, maar wat heb ik dan fout gedaan?
groetjes,
S.
Jan
op
02 december 2008 om 19:51
Dag S.,
Krijg ik dan zoiets?
(F=C.U)=0,5mv²
Weet je wat een dimensiecontrole (of eenhedenvergelijking) is?
Groet, Jan
Samira
op
02 december 2008 om 20:22
Dag Jan,
nee ik heb daar nog nooit van gehoord,
maar me leraar zei dat je iets met iets moet vergelijken
maar je kan ook de veerenergie nemen, dat lijkt me toch logischer?
Jan
op
02 december 2008 om 21:49
"F=c·u"
vul eens in de plaats van elke grootheid haar eenheid in?
$$ N = \frac{N}{m} \times m $$ en dat klopt als je de meters tegen elkaar wegstreept, N = N
"F=0,5mv²"
$$ N = 0,5 \times kg \times \frac{m^2}{s^2} $$
nou is een newton slechts een andere schrijfwijze voor kgm/s² (in grondeenheden dus) , en 0,5 is een dimensieloos getal (dat je dus weg mag laten)
$$kg\times \frac{m}{s^2}=kg \times \frac{m^2}{s^2} $$
verder uitwerken:
$$kg=kg \times m $$
ofwel, je formule F=0,5mv² klopt niet.
probeer die andere
"maar je kan ook de veerenergie nemen"
eens op deze manier?
Samira
op
03 december 2008 om 16:50
hallo jan,
je hebt gelijk
dus als ik dan de 2 formules neem
dan moet ik dit dus doen
De uitrekking van de veer is 3,5 cm. De kracht is dan 18N.
C = F/u
C = 18/3,5
C = 5,14 N/cm
Van veerenergie naar kinetische energie.
½ × C × u² = ½ × m × v²
½ × 5,14 × 3,5² = ½ × 0,0167 × v²
31,4825 = 0,00835 × v²
v = 31,391
maar de snelheid klopt dan niet, want het moet meer van 3 m/s zijn..
dus waar kan de fout liggen?
groetjes S.
samira
op
03 december 2008 om 17:26
Samira, 3 dec 2008
hallo jan,
je hebt gelijk
dus als ik dan de 2 formules neem
dan moet ik dit dus doen
De uitrekking van de veer is 3,5 cm. De kracht is dan 18N.
C = F/u
C = 18/3,5
C = 5,14 N/cm
Van veerenergie naar kinetische energie.
½ × C × u² = ½ × m × v²
½ × 5,14 × 0,035² = ½ × 0,0167 × v²
0,00314825 = 0,00835 × v²
v = 0,614......
maar de snelheid klopt dan niet, want het moet meer van 3 m/s zijn..
dus waar kan de fout liggen? ik heb ook gelet naar wat bij wat hoort,
dus u bv. moet het in meter zijn
en m moet in kg zijn.. ik weet echt niet wat ik fout doe!
groetjes S.
Jan
op
04 december 2008 om 16:33
Dag S.,
sorry, drukdrukdruk, en over het hoofd gezien dat je gereageerd had.
Je moet in formules altijd SI-eenheden gebruiken. N/cm is dus niet goed.
samira
op
04 december 2008 om 19:49
Hallo Jan,
ahaha maakt niet uit hoor, waardeer het al dat u reageert,
maar daar ben ik erachter gekomen
als ik dan netjes alles uitreken kom ik uit op een snelheid van 6m/s
wat is er dan fout gegaan? want het moet rond de 3m/s zijn..
Jan
op
04 december 2008 om 21:46
Dag S.,
ergens hierboven las ik:
"met een uitrekking van 1 cm (kon niet groter, omdat het erg moeilijk ging met meten)"
heb je wel de goeie u te pakken?
Met een u van 1 cm komt het trouwens nog niet op ong. 3 m/s uit (volgens je schietgegevens 2,65 m/s)
Als ik daarvandaan terugreken zou je veer 1,5 cm zijn ingedrukt geweest moeten zijn.
Ik denk dat er ergens in je meetgegevens iets mis is??
groet, Jan
Samira
op
02 januari 2009 om 16:13
Dag Jan,
Gelukkig Nieuwjaar!
Het is alweer een tijdje dat ik iets had gevraagd, maar ik heb weer een vraag.
Ik ben nu bijna klaar met mijn theorie, ik heb de snelheid kunnen berekenen. Ik zal wel even een paar gegevens laten zien.
hoek (?)
Meting 1 (s (m))
Meting 2
(s (m))
Meting 3
(s (m))
0
0
0
0
10
0,629
0,633
0,661
20
0,833
0,824
0,841
30
0,991
1,02
1,01
40
1,04
1,06
1,05
45
1,07
1,05
1,06
50
1,01
1,07
1,01
60
0,869
0,880
0,885
70
0,600
0,612
0,632
80
0,530
0,555
0,547
90
0
0
0
De vraag is nu: uit de gemeten afstanden en hoeken kun je ook de snelheid bepalen, maar hoe moet je dat doen dan?
Je hebt geen tijd, want dat was onmogelijk om te kunnen meten en verder heb ik echt geen idee, wat ik zou moeten doen.
Ik hoop dat je me kunt helpen,
miss dat je er iets aan hebt, maar de veerconstante is 10,4 N
en de uittrekking is 0,015 m.
groetjes, S.
Jan
op
02 januari 2009 om 18:20
Dag S.,
Je kon eerder met een hoek en een snelheid wel een afstand berekenen
Sin α = Vy/V
sin 60? = Vy/2
Vy = 1,732m/s
Vy = g×t1
1,732= 9,81×t1
t1 = 0,177s
t2 = t1×2 = 0,353s
s = v×t2
s = 2×0,353s
s = 0,706m
Dan mag er toch weinig in de weg zitten om min of meer andersom met een hoek een een afstand een snelheid te berekenen?
Groet en en een gelukkig nieuw jaar,
Jan
Samira
op
02 januari 2009 om 18:37
Hallo Jan,
hahah jaa als dat het antwoord was, dan had ik dat niet gevraagd! maar het probleem is je mag niks bij de snelheid invullen want die moet je berekenen (dus geen Vy, Vx en V) verder kan ik ook niet de tijd invullen want dat was onmogelijk om te meten. Ik heb hieronder info voor jou want ik heb de snelheid verandert ipv 2 naar 3 m/s. Of als het echt kan, kan je dat dan stap voor stap naar mijn sturen alstjeblieft?
Sin α = Vy/V s = 1,928×0,312
Sin 50? = Vy/3 s = 0,903 m
Vy = 2,298 m/s
Vy = g× t?
2,298 = 9,81× t?
t? = 0,234 s
t? = t? × 2 = 0,469 s
Cos α = Vx/v
Cos 50? = Vx/3
vx = 1,928 m/s
s = Vx × t?
s = 1,928×0,312
s = 0,903 m
groetjes S.
Jan
op
02 januari 2009 om 19:04
Dag S.,
Je leest mijn antwoord niet zoals het bedoeld is.
Als ik bijvoorbeeld in een elektroprobleempje een spanning en een stroomsterkte weet, dan kan ik daarmee een weerstand uitrekenen.
Als ik eenmaal weet hoe dát moet, dan is het een koud kunstje om dat daarna half andersom te doen, dwz met een weerstand en een stroomsterkte een spanning uitrekenen.
Awel, dit is niet wezenlijk anders. Eerst berekende je met een snelheid en een hoek een afstand. Nou moet je dat half andersom doen, dwz met een afstand en een hoek een snelheid uitrekenen. Het verbouwen van deze formules is een tikje ingewikkelder dan in het geval van U=IxR, maar het principe is krek eender.
Kijk er vanuit dat oogpunt maar eens rustig naar, knobbel maar eens wat, móet lukken.
Groet, Jan
Samira
op
03 januari 2009 om 15:09
samira
op
03 januari 2009 om 15:11
Jan
op
03 januari 2009 om 17:49
Dag S.,
omdat we van de hoek en de snelheid in stappen naar een horizontale afstand gingen rekenen, hebben we niet één formule die we kunnen verbouwen naar de gewenste vorm v = ........
laten we die eerst even maken dan:
s = vx·t (1)
vx= v·cosα (2)
samen geeft dat:
s= v·cosα·t (3)
t= 2·vy/g (4)
vy= v·sinα (5)
samen geeft dat:
t= 2·v·sinα/g (6)
3 en 6 samen geven:
s= v·cosα·2·v·sinα/g
$$ s= \frac{2 \cdot v^2 \cdot \cos \alpha \cdot \sin \alpha}{g} $$
schrijf die om naar een vorm als v= ...... en voilà.
groet, Jan
C.
op
05 januari 2009 om 14:50
maar hoe wil je de snelheid berekenen. onder welke hoek kun je dat het beste doen?
Gr. C
Jan
op
05 januari 2009 om 21:33
Berekenen wil ik hem gewoon via die verbouwde formule, die ik je voordeed bijna tot het eind, en, er van uitgaande dat je steeds dezelfde veerindrukking gebruikte, zou je ook steeds op ongeveer dezelfde snelheidmoeten uitkomen, ongeacht bij welke hoek je het berekent, toch?
groet, Jan
S.
op
05 januari 2009 om 21:38
Hallo Jan!
Er is volgens iemand anders die wel geinteresseerd is in mijn vragen!
Maar ik wilde je even bedanken, want zonder jou had ik het echt niet zelf kunnen doen!
Dus bij deze bedankt! En succes nog met het helpen van andere mensen!
Groetjes
Jan
op
05 januari 2009 om 22:13
Graag gedaan, en succes verder.
Groet, Jan