Sprong van een hoogte op de grond

Jan stelde deze vraag op 21 maart 2010 om 10:13.

Ik moet volgende vraag zien op te lossen maar ik vind slechts één deel er van. Bij vraag b & c weet ik niet hoe te beginnen..

 

Een persoon met een massa van 70kg springt van een hoogte van 3m op de begane grond.

a)Bereken de impuls die de persoon ondervindt bij het landen

b)Bereken de gemiddelde kracht van de grond op de voeten van de persoon bij het uitvoeren van de sprong met gestrekte benen

c)Bereken de gemiddelde kracht van degrond op de voeten van de persoon indien de persoon door de knieën buigt bij het landen

Stel dat bij de sprong met gestrekte benen het lichaam over een verticale afstand van 1cm verplaatst wordt tijdens het impact, en over een afstand van 50cm als de persoon door de knieën buigt.

 

Voor a vond ik dus het juiste antwoord nl. 540N/s

B&C moeten waarschijnlijk opgelost worden met arbeid en energie maar ik zie niet direct hoe ik dit toepas. Iemand die me kan op wegzetten?

 

Alvast bedankt!

Reacties

Jan op 21 maart 2010 om 11:09

Dag Jan,

Ook met je antwoord bij a) is er iets mis. Ten eerste denk ik dat dit vraagstukje een beetje onoplettend uit het Engels is vertaald.

Let op! Het Engelse woord impulse heeft dezelfde betekenis als het Nederlandse stoot, niet als impuls. Het Engelse woord voor impuls is momentum, niet te verwarren met het Nederlandse woord moment, dat in het Engels torque heet (en daarmee lijkt op het Nederlandse woord torsie, dat het gevolg kan zijn van een moment.)

http://nl.wikipedia.org/wiki/Stoot

 Stoot komt dus overeen met de verandering in impuls (=Δ(m·v)).

Ten tweede: de eenheid van stoot is niet N/s, (newton PER seconde) maar Ns (newton maal seconde)

momentje voor de rest........ 

Groet, Jan

Jan op 21 maart 2010 om 11:36

Voor b) en c) kun je nu twee werkwijzen toepassen.

oplossing 1)

Hoe korter de tijd waarin je de impuls m·v moet veranderen naar 0, hoe groter de kracht die je nodig hebt.

Je hebt bij a) net berekend dat áls dat "afremmen" 1 s zou kunnen duren, dan je dan een kracht van 540 N gaat ondervinden (dat is hier feitelijk de betekenis van 540 Ns)

In deze oefening wordt verondersteld dat de benodigde versnelling constant zal zijn. De gemiddelde snelheid tijdens het landen is dus de helft van 7,67 m/s = 3,83 m/s.

De afstand waarover geremd wordt is 1 cm. Je kunt nu de "remtijd" berekenen. Zou dat een halve seconde zijn (in dit geval overigens véél minder) , dan geldt 540 Ns = F x 0,5 s.

Oplossing 2)

bereken de kinetische energie ½mv² juist vóór "touchdown".

Dat staat dan gelijk aan de te leveren arbeid W

Die arbeid is gelijk aan W= F·s. (kracht x afstand)

Vul W en s in, bereken F.

 

Beide werkwijzen zouden een gelijke uitkomst moeten geven.

Probeer maar eens.....

Groet, Jan

Jan op 21 maart 2010 om 12:22

Bedankt voor het snelle antwoord.

Via oplossing 2 vond ik het antwoord op B, mag ik diezelfde methode toepassen bij C of moet ik hier rekening houden met de buiging van de knieën?

Verder had ik nog een vraag bij oplossing 1: Hoe bekom je die gemiddelde snelheid bij landing?

 

Jan op 21 maart 2010 om 12:31

Hoe bekom je die gemiddelde snelheid bij landing?

Als je de versnelling eenparig veronderstelt (en dat mag in deze oefening wel, al zal de realiteit anders zijn) dan betekent dat dat in elk tijdsstukje de snelheid evenveel verandert.

Zo kun je gemiddelde snelheid eenvoudig bepalen door begin- en eindsnelheid bij elkaar op te tellen en door 2 te delen.

bijvoorbeeld, rem je eenparig van 25 m/s naar 10 m/s, dan is tijdens het remmen je gemiddelde snelheid 17,5 m/s geweest.

met s(t) = ½at² en vervolgens v(t) = a·t berekende ik de "landings"snelheid, 7,67 m/s. De eindsnelheid is 0 m/s. Gemiddelde snelheid tijdens het landen dus (7,67+0)/2 = 3,83 m/s

hetzelfde geldt (althans in deze oefening) voor de kniebuiging. Alleen je "remweg" is anders...

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft negenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)