Dag Robin,

Je voorbeeldvraag gaat net iets te ver om het begrip spankracht duidelijk te maken.

Hier heb je een andere:

Een massa van 15 kg hangt aan een touw aan het plafond. Hoe groot is de spankracht in het touw?

Groet, Jan

In dat geval is het gewoon hetzelfde als Fz erop, dus 15kg*9,81N/kg => Ongeveer 150N dus.

Maar ik zou juist grg weten hoe je het doet, als er zo wat meerdere krachten op werken

Dag Robin,

dan stelde je je vraag verkeerd:
Wat is juist spankracht in een touw en hoe bereken je ze?

Maar goed.

Pak je massa van 15 kg van het touw af en geef zélf dat blok van 12 kg een versnelling omhoog van 1,1 m/s. Welke kracht moet je daarvoor op het touw uitoefenen, en hoe
 groot is dus de spankracht?

Of pak je massa van 12 kg van het touw af en laat dat blok van 15 kg zakken met 1,1 m/s². Hoeveel kracht moet je uitoefenen op dat touw om te voorkomen dat dat sneller gaat? Hoe groot is dus de spankracht in dat touw?

Erg bedankt. Ik begrijp het.

Het is dus bvb. F/15=9,81-1,1<=> F=130
of f/12=9,81+1,1<=>f=130

Hebbes. :)

Ik snap er helemaal niks van

Hoi, 10 feb 2011

Ik snap er helemaal niks van

Dag Hoi,

Misschien hoef je die laatste berichten hierboven ook wel helemaal (nog) niet te snappen. Kom eens met een voorbeeldoefening waarin je vastzit?

Groet, Jan

Het toestel van Atwood. Twee blokken, A en B, zijn door middel van een koord met elkaar verbonden. Het verbindingskoord is over een katrol geslagen. De voorwerpen zijn in rust.

(blok A hangt linksboven, blok B zit rechtsonder op de grond!)

Massa A = 4,0 kg, Massa, B = 6,0 kg.

Bereken de grootte van alle drie de krachten die op B werken.

Dit zijn dus Fz, Fs en Fn. Fz = 6,0*9,81= 59N

Maar hoe bereken ik de andere twee?

Blok B is het zwaarst en staat op de grond. Blok A is lichter en heeft ook een gewicht dat naar beneden gericht is. Het hangt stil, dus er wordt netto geen kracht op A uitgeoefend (anders zou het versneld bewegen met a = F/m). Welke kracht is dat en hoe groot?

Ook B beweegt niet. Dit heeft een gewicht dat naar beneden trekt. Welke andere kracht(en) zijn hieraan tegengesteld zodat er netto ook op B geen kracht werkt en B dus ook niet versneld?

 

Ik heb nu een natuurkunde hoofdstuk over krachten, en ik snap er niks van. Hoe bereken ik de spankracht als ik de zwaarte kracht en de opwaartse kracht van een ballon weet?

Dag Niet Belangrijk,

Omdat krachtenberekeningen alles met richtingen van krachten te maken hebben hoort hier vast een afbeeldinkje bij.

zoiets toevallig?

groet, Jan

Ja die afbeelding klopt, maar welke formules gebruik daar dan voor? En hoe bereken ik het?

De ballon hangt stil. Snelheid of richting veranderen niet.

Dit betekent dat de nettokracht, het vectoriële optelsommetje van alle krachten die op de ballon werken, 0 N is.

Nemen we in mijn tekeningetje als voorbeeld een schaal van 1 hokje = 1 N (zware ballon, maar goed, het is maar een rekenvoorbeeld)

De Helium in de ballon veroorzaakt een opwaartse kracht van 4,5 x 1 = 4,5 N naar boven 

Het gewicht van de ballon is 2,5 N, en die zwaartekracht wijst naar beneden.

Als er geen verdere kracht zou zijn dan zou de nettokracht dus 4,5 -2,5 = 2 N naar boven zijn. De ballon zou naar boven versnellen (stijgt op).

Dat is niet het geval, ergens moet dus nog een kracht van 2 N naar beneden zijn die dat voorkomt. Alleen het touw kan die leveren. De spankracht in het touw moet dus 2 N naar beneden zijn  

algemeen:

F_netto = F₁ + F₂ + F₃ + .....(etc)

hier verandert de ballon niet van snelheid, nettokracht is dus 0,

0 = F_opw + F_z + F_s = 

0 = +4,5 + (-2,5) + Fs

zie je dat ik naar boven plus noem en naar beneden min? En dan gewoon bij elkaar optel?

kun je de vergelijking hierboven oplossen voor Fs?

Groet, Jan

Heel erg bedankt, als ik dit zo zie dan snap ik het helemaal!

(het probleem is alleen dat ik er zelf niet op kom, maar ik ga dit onthouden.) 

 

Groeten.

Voor het geval je er nog eens mee vast zit, bijvoorbeeld als de krachten niet meer op dezelfde lijn liggen:

http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=41633

microcursusje krachten

ik heb ongeveer hetzelfde probleem:

ik heb een balk van 600 kg waar twee touwen aan hangen die 30 graden vanuit het midden uit elkaar hangen. de krachtenschaal is 1cm = 2000 N en de Fz is 3 cm. wat is de spankracht van de touwen?

Dag Mickey,

Bij "ongeveer hetzelfde probleem" hoort een ongeveer gelijke aanpak.

Wij begonnen met een nette schets van de krachten, alles (afstanden en krachten) ongeveer op schaal.

Kun je zelf zo'n schets maken (gif, jpg of png, max 200 kB) en als bijlage hier toevoegen?

Groet, Jan

Ik weet dat het topic oud is maar ik kom hier echt niet zomaar uit:

Het gaat hier om een opdracht waarbij er een kracht van 20 N op een verticale lijn (PQ) naar beneden wordt uitgeoefend.

Aan het midden van deze lijn (M) wordt een tweede lijn vast gemaakt welke horizontaal naar links trekt (NM) Door deze kracht komt lijn PM op een hoek van 45^o Met de verticaal te staan.

Er is een volledige balans zonder zwaai.

 

Wat is nu de spankwacht van PM en NM?

Mitchell, 4 sep 2012

Ik weet dat het topic oud is maar ik kom hier echt niet zomaar uit:

Het gaat hier om een opdracht waarbij er een kracht van 20 N op een verticale lijn (PQ) naar beneden wordt uitgeoefend.

Aan het midden van deze lijn (M) wordt een tweede lijn vast gemaakt welke horizontaal naar links trekt (NM) Door deze kracht komt lijn PM op een hoek van 45^o Met de verticaal te staan.

Er is een volledige balans zonder zwaai.

 

Wat is nu de spankwacht van PM en NM?

Enige wat ik nu heb kunnen bedenken is:

MQ = 2,0*9,81 = 20 N
MQ Wordt over PM en NM verdeeld
Om PM perfect horizontaal te krijgen heb je dus 20N nodig. Dit is niet het geval, in dit geval wordt hij 45 graden op getilt wat duidt op 10N op zowel NM als PQ Dus:
NM = 10N
PQ = 10N

Maar ik weet niet of dat ook maar ergens op slaat..

Het helpt vaak als je de situatie probeert te tekenen en de gegevens die bekend zijn intekent. 

Ik neem maar even aan dat het losse touw PQ met 20 N wordt strakgehouden door bijv. een massa van ca. 2 kg.

Als je daarna de massa opzij trekt door een andere draad in M te verbinden en deze horizontaal te houden, dan kun je uit de 1e Wet van Newton (een massa beweegt niet of eenparig als er geen netto kracht op wordt uitgeoefend) afleiden dat er netto geen kracht op punt Q' werkt. We weten wat er een kracht van 20 N naar beneden werkt, dus moet er een kracht van 20 N omhoog zijn. Die kracht omhoog (MS) lijkt nergens langs te gaan (door de lucht?) dus moet zijn samengesteld uit krachten die wel ergens langs gaan: de spankrachten in de touwdelen PM en MN.

Uit de tekening kun  je dan met wat simpele meetkunde uitrekenen hoe groot elk van die krachten is als de hoek 45 graden is. Dat is geen 10 N.

Theo de Klerk, 4 sep 2012

Het helpt vaak als je de situatie probeert te tekenen en de gegevens die bekend zijn intekent. Zie bijlage.

Ik neem maar even aan dat het losse touw PQ met 20 N wordt strakgehouden door bijv. een massa van ca. 2 kg.

Als je daarna de massa opzij trekt door een andere draad in M te verbinden en deze horizontaal te houden, dan kun je uit de 1e Wet van Newton (een massa beweegt niet of eenparig als er geen netto kracht op wordt uitgeoefend) afleiden dat er netto geen kracht op punt Q' werkt. We weten wat er een kracht van 20 N naar beneden werkt, dus moet er een kracht van 20 N omhoog zijn. Die kracht omhoog (MS) lijkt nergens langs te gaan (door de lucht?) dus moet zijn samengesteld uit krachten die wel ergens langs gaan: de spankrachten in de touwdelen PM en MN.

Uit de tekening kun  je dan met wat simpele meetkunde uitrekenen hoe groot elk van die krachten is als de hoek 45 graden is. Dat is geen 10 N.

Zo makkelijk..?

Zit ik hier allemaal abstracte dingen te bedenken..

 

Thanks!

Mitchell, 4 sep 2012

Zo makkelijk..?

 

Soms wel... natuurkunde is voor een groot deel kijken naar hoe de situatie is, wat je er van weet en dan wat "basisbegrippen" zoals "zonder kracht geen of constante beweging". Uit dat soort zaken laat zich de rest meestal afleiden of berekenen. En soms lijken die berekeningen dan simpel of ingewikkeld, als het begrip erachter maar duidelijk is.

Dag Mitchell,

Als je met krachten aan het werk bent zijn er drie belangrijke regels:

1. maak een nette schets op ruitjespapier, met lengte van vectoren in ongeveer juiste verhoudingen en hoeken ongeveer in de juiste grootte
2. maak een nette schets op ruitjespapier, met lengte van vectoren in ongeveer juiste verhoudingen en hoeken ongeveer in de juiste grootte
3. maak een nette schets op ruitjespapier, met lengte van vectoren in ongeveer juiste verhoudingen en hoeken ongeveer in de juiste grootte

;)

groet, Jan

Ja ik had de schets wel maar niet het idee dat soscastoa genoeg zou zijn ^^

Zelfs wat goniometrie gegoochel is hier niet nodig.

Een rechthoekige driehoek met een hoek van 45 graden heeft ook op de andere hoek 45 graden en is "dus" gelijkbenig. Dwz MS = MN = 20 N

Aangezien de spanning in MP de diagonaal is van vierkant MSR (alle zijden 20 N) is spanning PM² = MS² + MR² = 400 + 400 = 800 ofwel PM = 28,3 N

Ok nu verder dan de basis... Deze is iets lastiger:

Gegeven is dat een massa (m) aan een koord van een lengte (l) eenparig word rondgeslingers in een verticaal vlak met een snelheid (v).

m = 3,00kg
l = 2,00m
g = 10,0 m/s²
v = 5,00 m/s

F_mzk = mv²/r
F_mzk = 75,0/2,00 = 37.5N
F_z = 3*10 = 30,0N

Dat heb ik al. Maar nu moet ik een manier vinden om de spankracht uit te rekenen op het hoogste punt en het laagste punt van de slinger.

Met andere woorden, hoe reken je de spankracht uit in een eenparige cirkelbeweging?

 

Als jullie me deze beantwoorden dan wordt ik sowieso lid!

Mitchell, 6 sep 2012

Ok nu verder dan de basis... Deze is iets lastiger:

Gegeven is dat een massa (m) aan een koord van een lengte (l) eenparig word rondgeslingers in een verticaal vlak met een snelheid (v).

m = 3,00kg
l = 2,00m
g = 10,0 m/s²
v = 5,00 m/s

F_mzk = mv²/r
F_mzk = 75,0/2,00 = 37.5N
F_z = 3*10 = 30,0N

Dat heb ik al. Maar nu moet ik een manier vinden om de spankracht uit te rekenen op het hoogste punt en het laagste punt van de slinger.

Met andere woorden, hoe reken je de spankracht uit in een eenparige cirkelbeweging?

 

Als jullie me deze beantwoorden dan wordt ik sowieso lid!

Ok laat maar zitten ik zit weer veel te ingewikkeld te denken -,- 

De oplossing is opnieuw kijken naar welke krachten er moeten zijn en wie die levert. 

Bij rondzwaaien aan een touw weet je dat de middelpuntzoekende of centripetale kracht ervoor zorgt dat de massa steeds ronddraait (van richting verandert). De enige die die kracht, m.v²/r kan leveren, is de spanningskracht van het touw waaraan de massa vast zit. (bij de aarde die om de zon draait is er geen touw tussen beide, maar dan is de grote gravitatiekracht van de zon op de kleine aarde de "spanning")

Op het laagste punt heeft de massa een gewicht dat recht naar beneden wijst. De spanning in het touw wijst naar boven. Maar moet niet alleen het gewicht opheffen (anders zou de massa vallen) maar ook nog eens de centripetale kracht leveren om de massa rond te slingeren:

F_touw,onder = F_zw,massa + F_mpz = m.g + m.v²/r
(beide delen van de kracht hebben de richting "naar boven" terwijl het gewicht "naar beneden" wijst. De krachten naar boven en beneden heffen elkaar niet op: netto wijst een kracht van mv²/r  naar boven - anders zou de cirkelbeweging ophouden)

Op het hoogste punt geldt nog steeds dat de F_mpz er is en die wijst daar naar beneden (langs het touw). Het gewicht van de massa doet dat ook al. De spanning in het touw kan dus minder zijn want voor de vereiste F_mpz (= mv²/r) helpt het gewicht al mee:

F_mpz = F_touw,boven + F_zw,massa  ofwel

F_touw,boven = mv²/r - m.g

Een variant op bovenstaande vraag van een massa die aan een touw rondslingert, is een massa (een persoon) die in een ronddraaiende ton tegen de wand wordt gedrukt (zoals in pretparken). Dan is er geen touw die de massa ronddraait, maar levert de wand van de ton een normaalkracht (loodrecht op de wand en naar het midden gericht) die de persoon telkens een andere richting opduwt (ronddraaien).

De persoon "kleeft" a.h.w. aan de wand vast. Aannemend dat er voldoende wrijving is tussen wand en persoon zodat die niet langs de wand kan glijden wordt die door de wand rondgeduwd.

(bij perfect glad glijdt de persoon naar beneden door de zwaartekracht en heeft de wand geen enkele grip op de persoon - een wand met velcro klittenband is het andere uiterste).

Een andere variant is een motorrijder die tegen de wand van een ton oprijdt in schroefvormige of cirkelvormige beweging. Dan is er ook geen touw met spanning maar levert de tonwand als rondlopende vloer de normaalkracht die de feitelijke middelpuntzoekende kracht levert waardoor de motorrijder cirkeltjes draait. Rijdt hij te langzaam (kleinere v), dan neemt de middelpuntzoekende kracht af en wint de zwaartekracht: hij daalt of stort terug naar de bodem van de ton.

Theo de Klerk, 6 sep 2012

Een variant op bovenstaande vraag van een massa die aan een touw rondslingert, is een massa (een persoon) die in een ronddraaiende ton tegen de wand wordt gedrukt (zoals in pretparken). Dan is er geen touw die de massa ronddraait, maar levert de wand van de ton een normaalkracht (loodrecht op de wand en naar het midden gericht) die de persoon telkens een andere richting opduwt (ronddraaien).

De persoon "kleeft" a.h.w. aan de wand vast. Aannemend dat er voldoende wrijving is tussen wand en persoon zodat die niet langs de wand kan glijden wordt die door de wand rondgeduwd.

(bij perfect glad glijdt de persoon naar beneden door de zwaartekracht en heeft de wand geen enkele grip op de persoon - een wand met velcro klittenband is het andere uiterste).

Een andere variant is een motorrijder die tegen de wand van een ton oprijdt in schroefvormige of cirkelvormige beweging. Dan is er ook geen touw met spanning maar levert de tonwand als rondlopende vloer de normaalkracht die de feitelijke middelpuntzoekende kracht levert waardoor de motorrijder cirkeltjes draait. Rijdt hij te langzaam (kleinere v), dan neemt de middelpuntzoekende kracht af en wint de zwaartekracht: hij daalt of stort terug naar de bodem van de ton.

Heb jij mijn boek geschreven oid :')
Dit verhaa; staat bijna exact in mijn boek..

Maar de uitkomst is 7,5N en je hebt een minimum van 4.47m/s nodig. Toch?

Als het exact zo in je boek staat (bedoel je zelf geschreven of jouw van school aangewezen natuurkundeboek) dan ken ik dat niet, maar veel natuurkundeboeken noemen natuurlijk (!) soortgelijke situaties en voorvallen.

De kans dat ik uit mijn duim exact boekentekst zuig is astronomisch klein (hoewel niet nul - mijn hele verhaal staat ook ergens als ASCII reeks in de cijferreeks van pi - als je maar ver genoeg zoekt in de nooit repeterende reeks cijfers. Alle natuurkundeboeken staan ook ergens in de pi-reeks)

Maar op je oorspronkelijke vraag met touw en vertikale rotatie:

spanning touw boven = mv²/r - mg =  3 . 5²/2 - 3 . 10 = 37,5 - 30 =  7,5 N
spanning touw onder = mv²/r + mg = 37,5 + 30 = 67,5 N

Nee niet letterlijk maar wel precies hetzelfde verhaaltje. Enkel zonder de vergelijking ^^

Trouwens zit ik niet op school, doe het via de LOI ^^

Maar dan je voor de reactie! Heb ik het toch goed gedaan; nog 2 hoofdstukken mechanica te gaan!

Mitchell, 6 sep 2012

Als jullie me deze beantwoorden dan wordt ik sowieso lid!

Kunnen wij ook lid worden ;-)

(Niet van LOI of vroegere PBNA neem ik aan)

Verzoek van de moderatoren om voor nieuwe problemen die slechts zijdelings met bovenstaande te maken een nieuw onderwerp te starten.