spankracht over katrol

Job stelde deze vraag op 01 december 2010 om 15:27.

Een katrol met een massa van 2,0 kg hangt met een ophangtouw
aan het plafond. Aan de katrol hangen twee blokken.
Het linkerblok A heeft een massa van 4,0 kg en hangt in de lucht.
Het rechterblok B heeft een massa van 6,0 kg en staat op de grond.

Ik heb in ieder geval de krachten op A en B kunnen berekenen.

Fz op A = 4,0 x 9,81 = 39 N
Fz op B = 6,0 x 9.81 = 59 N
Fspan, A = Fspan, B = Fz,A = 39 N
Fnormaal,B = Fz,B - Fspan,B = 59 N - 39 N = 20 N
Fz,katrol = 2,0 x 9.81 = 20 N

Nu heb ik gelezen dat de spankracht in het ophangtouw,
gelijk is aan Fspan,A + Fspan,B + Fz, katrol = 98 N.

Waarom is dit zo; waarom doet de zwaartekracht op
zowel blok A als op blok B niet mee?

Reacties

Jan op 01 december 2010 om 17:07

Dag Job,

Pak een blok met een gewicht (zwaartekracht) van 39 N op. Daarvoor heb je dus een kracht van 39 N nodig.

Als je dat blok nou niet rechtstreeks maar via een touw oppakt, heb je dan ineens 2 x zoveel kracht nodig, dwz 39 N voor Fz én 39 N voor de spankracht?

Die Fz doet wel mee hoor. Alleen, die wordt al door dat touw doorgegeven naar een andere plaats (daarvoor dient dat touw). Het touw is dus eigenlijk alleen een "doorgeefluik" .

Duidelijk zo?

Groet, Jan

 

Job op 01 december 2010 om 18:12

Hmm, duidelijker.

Maar, het geheel is in rust d.w.z. dat de som van alle
krachen 0 is.
In dit geval zijn er alleen krachten in de y-richting werkzaam.
Waarom neem je dan bij het berekenen van F,span,ophangtouw
de zwaartekracht van A en B niet op?

Jan op 01 december 2010 om 20:13

Het ophangtouw heeft geen weet van wat er allemaal daaronder gebeurt. Het bemerkt alleen de spankracht die er wordt uitgeoefend door de touwen aan de katrol. Of die spankracht veroorzaakt wordt door veren, door gewichten, of door twee clubjes touwtrekkers, dat doet er niet toe. De touwen trekken aan de katrol, en de katrol trekt weer aan dat ophangtouw, en bovendien trekt de zwaartekracht nog aan de katrol die daardoor weer harder aan dat ophangtouw trekt.

Theo op 02 december 2010 om 12:06

Je vindt zelf al dat de spankracht in het touw 39 N is. Aan beide zijden van de katrol uitgeoefend op beide blokken. In plaats van de blokken zou je ook kunnen denken aan een enkel persoon met gewicht van 78 N die tussen de touwen hangt en zich met beide handen vasthoudt aan elk van de touw-uiteinden. 

Zijn 78 N wordt verdeeld over die twee touwen (39 N elk) maar beide touwen tezamen trekken aan de katrol (totaal weer 78N). En die katrol weegt ook nog eens 2,0 x 0,98 N.  Het bovenste touw moet dus EN het gewicht van de katrol EN de persoon  van 78 N tillen.  De persoon vervangen door de situatie van de 4 en 6 kg blokken aan beide uiteinden verandert dit niet.

(De normaalkracht die de vloer op het 6 kg blok moet uitoefenen is trouwens ook geen 6.g N meer maar slechts (6-4).g = 2.g N omdat de 6 kg al een kracht omhoog voelt van 4.g door dat andere blok).

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft twintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)