2012-1 Opgave 2 Zweefmolen

emmsie stelde deze vraag op 14 mei 2015 om 11:59.

Goedendag,

Link: http://www.natuurkunde.nl/artikelen/view.do?supportId=942732
Bij het maken van deze examenopgave kwam ik niet uit onderdeel e.

In de uitwerking staat dat:
Als de zweefmolen met een constante snelheid draait is hoek α = 40°.
Als de zweefmolen omhoog gaat, ondervinden de stoeltjes een versnelling naar boven gericht. Hierdoor wordt α kleiner dan 40°.
Als de zweefmolen omlaag gaat, ondervinden de stoeltjes een versnelling naar beneden gericht. Hierdoor wordt α groter dan 40°.
Ik snap alleen niet hoe je het bovenstaande kunt beredeneren. Want hoe weet je dat als die ronddraait a = 40 en dat als die naar boven beweegt a < 40. Is daar een formule voor?

Alvast bedankt!

Groetjes

Reacties

Jan van de Velde op 14 mei 2015 om 12:22

emmsie plaatste:

 hoe weet je dat als die ronddraait a = 40 en dat als die naar boven beweegt a < 40. Is daar een formule voor?

dag Emmsie,

dat hij ronddraait met de kettingen onder een hoek van 40° is gegeven. Dat houdt verband met de draaisnelheid, die je daarmee zou kunnen berekenen, maar dat wordt nergens gevraagd. Ze zouden je ook eerst een draaisnelheid hebben kunnen geven en je daarmee die hoek α laten uitrekenen. Maar dat doen ze niet.

Voel je wél aan dat als de zweefmolen sneller gaat draaien dat dan die hoek α groter zou worden (de stoeltjes gaan nog wat minder verticaal hangen)?

verder zou je aan e) kunnen gaan rekenen met formules, maar je hebt geen numerieke gegevens, dus dat is zinloos. 

  1. Als we bij dat draaipunt die ketting versnellend recht omhoog trekken, wat betekent dat dan voor de kracht in de ketting (die dat stoeltje omhoog moet trekken)?
  2. Welke richting heeft de kracht in die ketting?
  3. Kun je die kracht ontbinden in componenten? 
Groet, Jan
Theo de Klerk op 14 mei 2015 om 12:54
Je kunt het ook bekijken vanuit de actie=reactie krachten.

Als de draaimolen omhoog beweegt (de snelheid omhoog neemt toe: versnelling), dan is er een extra kracht omhoog waarmee de ophangkabel de stoeltjes omhoog trekt. De stoeltjes trekken even hard aan de ophangkabel naar beneden (3e Wet van Newton). De kracht op de ophangkabel neemt toe (zwaartekracht + reactiekracht). Grotere kracht naar beneden betekent een grotere spanning FS in de kabel. De kabel moet meer verticaal hangen om de grotere FS,verticaal = FS cos α = m.g + Freactie te kunnen leveren. Meer verticaal betekent minder grote hoek α.
emmsie op 14 mei 2015 om 21:14

Goedenavond,

De afbeelding snap ik eigenlijk ook niet helemaal want hoe moet ik die aflezen?

Jan van de Velde
Dat het ronddraait met een hoek van 40 graden moet ik dat dan halen uit de zin: Als de zweefmolen niet verticaal beweegt, is hoek a gelijk aan 40 ° ?

1. Dat de kracht groter wordt....
2. Schuin gericht naar boven
3. Ja in een x- en y-richting

Theo de Klerk
Ik snap niet helemaal wat u bedoelt met de reactiekracht. En hoe daarmee wordt afgeleid dat hoek a naar beneden minder groot wordt.


Theo de Klerk op 14 mei 2015 om 23:13
Bekijk bijgaand figuur.


Links de situatie waarbij de draaimolen ronddraait op bepaalde hoogte. Er is een spanning Fs in de kabel, die ontbonden kan worden in een vertikale kracht (die de zwaartekracht compenseert) en een horizontale  component die de middelpuntzoekende kracht geeft voor het ronddraaien in een cirkel.
De hoek α = tan-1 (Fx/Fy)=tan-1 (Fx/Fz)

Rechts de situatie als de molen omhoog beweegt. De vertikale kracht omhoog is nu groter (want beweging omhoog: versnelling van vertikale snelheid van 0 m/s naar vy m/s). De hoek α' is nu kleiner want de tangens is kleiner (Fx/(Fy' = Fx/(Fz+Fomhoog) )

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)