botskracht

danny stelde deze vraag op 05 december 2010 om 17:43.

Quote

beste,

als ik een voorwerp (bv een blikje cola) van een bepaalde hoogte (bv 30mtr) laat vallen met welk gewicht of kracht valt dit op de grond ? en hoe kan ik dit zelf berekenen ? btw ik ben een leek in dit soort zaken :-)

groeten danny

Reacties:

Jan
05 december 2010 om 17:54
Quote

dag Danny,

Er is geen eenduidig antwoord op je vraag zonder meer gegevens. Welke kracht er op het blikje moet worden uitgeoefend om het tot stilstand te brengen is vooral afhankelijk van de remafstand van het blikje (de afstand waarover je het tot stilstand brengt).  Als je even nadenkt weet jij dat ook: jij valt liever languit op een matras dan op een betonvloer, want dankzij die matras is de afstand waarover je afgeremd wordt langer en dus de kracht op je lichaam een stuk geringer.

Bij auto's wordt hiervan handig gebruik gemaakt: de kreukelzone. Hoe langer de kreukelzone, hoe kleiner de krachten die je ondervindt bij een botsing tegen bijvoorbeeld een betonmuur. In het algemeen geldt; botsweg 2 x zo groot, kracht 2 x zo klein (botskracht en botsweg zijn zogezegd omgekeerd evenredig)

Dus om je vraag te kunnen beantwoorden zouden we moeten weten hoever het blikje (en/of de ondergrond) kan meegeven met de klap.

Kun je hier al iets mee?

Groet, Jan

Danny
05 december 2010 om 18:13
Quote

beste,

het gaat me eigenlijk eerder om het gewicht van het voorwerp : een blikje valt van 30mtr hoogte. Hoeveel weegt dit tegen dat dit de grond (beton) bereikt, rekening houdend met de valsnelheid. Hoe bereken je dit?

alsnog bedankt voor je reactie ;-)

danny

Jan
05 december 2010 om 19:03
Quote

Aangezien we aannemen dat het blikje een vrije val maakt (we verwaarlozen gemakshalve even de luchtweerstand) is het blikje eigenlijk gewichtloos. Net als dat je zelf in een lift op een weegschaal zou staan, en de lift valt vrij naar beneden (en jij ook) De weegschaal geeft dan een gewicht van 0 N aan. Dus vanaf het ogenblik dat het begint te vallen totdat het bijna de grond raakt is het blikje gewichtloos.

Wat er daarna (tijdens de botsing) eventueel voor kracht te meten is probeerde ik hiervoor uit te leggen. Als er bij die botsing niets meegeeft is de klap bijna oneindig groot omdat de botsweg bijna oneindig klein is.  

Maar laat ik een rekenvoorbeeld geven: we leggen een heel sterk strak vangnet vlak boven de grond. We nemen aan dat dat een centimeter indeukt, en tijdens die indeuking (tijdens de hele botsing dus) een steeds even grote kracht op het blikje uitoefent, en dat het blikje niet vervormt. 

De massa van een blikje cola is ongeveer 350 g. De snelheid waarmee het na 30 m vallen de grond zal raken is ongeveer 25 m/s (die berekening  bespaar ik je even)

De bewegingsenergie van het blikje is dan ½mv² = ½ x 0,35 x 25² = 110 J.  

Ons vangnet moet over een afstand van 1 cm (0,01 m) al die energie eruit halen. Daarvoor is dan een kracht nodig van 110 / 0,01 = 11 000 N (en de 3,5 N die er nog bijkomt als gevolg van de zwaartekracht op het stilstaande blikje kunnen we dus gevoeglijk verwaarlozen).

Die kracht is dan even groot als de kracht die je nodig zou hebben om een stilstaand "blikje" van 1100 kg gewoon op zijn plek te houden.

Geef je vangnet maar één millimetertje speelruimte, en je gaat al vergelijken met 11 000 kg, geef je vangnet een volle decimeter en het vangnet "voelt" maar 110 kg meer. Zo belangrijk is verlenging van de botsweg om botskrachten te verkleinen (kreukelzone!!!)

Deze berekeningetjes zitten vol met vereenvoudigingen. Maar het geeft wel ordes van grootte voor optredende krachten zoals jij ze bedoelt denk ik?

Groet, Jan

Theo
05 december 2010 om 21:28
Quote

>als ik een voorwerp (bv een blikje cola)van een bepaalde hoogte (bv 30mtr) laat vallen met welk gewicht of kracht valt dit op de grond ?

De vraag is of je vraagt wat je bedoelt... "met welk gewicht of kracht" valt dit blikje?

Er is alleen maar zwaartekracht en die maakt dat het blikje met een massa ook een gewicht (=kracht waarmee eraan getrokken wordt door de Aarde) heeft. Over 30 meter wijzigt die kracht niet noemenswaard. Aangezien kracht = massa x versnelling geldt hier F = m.a = m.g  waarbij g de versnelling is van de zwaartekracht, 9,81 m/s2.  Dus een blikje van 100 gram (0.1 kg) dus 0.1 x 9,81 Newton.

Door het vallen zet het blikje potentiele energie (Up = m.g.h) om in kinetische energie (= 1/2 mv2) waardoor je ook de eindsnelheid kunt berekenen vlak voordat het op de grond komt.

Maar als je de "dreun" bedoelt waarmee het blikje op de grond knalt, dan heb je te maken met een een plotselinge omzetting van die kinetische energie (valsnelheid v) naar stilstand (v=0). En die energie moet door de vloer worden "opgevangen". Dan heb je te maken met een "stoot". De energie wordt dan over een (meestal klein) afstandje Δs omgezet in andere energievormen (vervorming van vloer en blikje, warmte e.d.). De energie die het had toen het blikje ging vallen,  U = m.g.h = 1/2 mv2 wordt in de stoot (= Fimpact x Δs  ) afgegeven aan de omgeving - hier de vloer.  Hoe zachter/veerkrachtiger de ondergrond (grotere Δs) hoe kleiner de impactkracht F.  Beton is heel hard en daarmee F groot. Een matras is veel zachter, F is dan kleiner. Vergelijk maar hoe een auto tot stilstand komt door tegen een muur te rijden of in hooiberg.

 

sonja de Mooij
29 oktober 2019 om 23:36
Quote
Ik heb een vraag, weet niet of het mag hier...... in het kort, ik heb een auto-ongeval gehad waarbij mijn trekhaak op een vloeitje na tegen de bumper aanzat. Ik stond stil in de file als laatste op de linkerbaan van de A27. Op dit stuk mag 130 km per uur worden gereden. Ik zag de auto aankomen en heb me schrap gezet in de auto om mijn voorganger niet te raken. Kan iemand mij vertellen hoe hard de andere auto mij geraakt heeft? Mijn auto had voor nog geen €800 schade. Nu zegt de tegenpartij dat het een lichte impact had, ik zit inmiddels 2 jaar thuis, omdat ik na exact een jaar nog een aanrijding heb gehad, tevens weer niet schuldig.......
wie kan mij helpen?
Theo de Klerk
30 oktober 2019 om 00:04
Quote
>Kan iemand mij vertellen hoe hard de andere auto mij geraakt heeft?

Nee, we hebben geen kristallen bol. Kop-staart botsingen zijn voor beide partijen vervelend en de wet stelt meestal dat de kop geen schuld heeft (maar wellicht wel lichamelijk letsel naast blikschade).
Maar deze site is niet voor juridische problemen.
Een botsing kan zo verschillend uitpakken (frontaal, onder een hoekje, andere snelheid, ene auto lager dan de andere, enz) - daar weten we op deze site niets van.
Jan van de Velde
30 oktober 2019 om 00:06
Quote

sonja de Mooij plaatste:

weet niet of het mag hier....
dag Sonja,

Mag, mag, och, waarom niet, maar het zal niks opleveren. 

 Kan iemand mij vertellen hoe hard de andere auto mij geraakt heeft? 

nee. Niemand. Te veel onbekende factoren. Alleen door met twee zelfde auto's diverse botsproeven uit te voeren zal dat met enige zekerheid zijn vast te stellen. 

 Nu zegt de tegenpartij dat het een lichte impact had, 

Dat is natuurkundig een nietszeggende term, en hoewel ik geen jurist ben, juridisch lijkt me dat ook een nietszeggende term? Ben je minder schuldig omdat het maar een "lichte impact" had? Impact waarop? En wat is het criterium voor een "lichte impact"? Klinkt als advocatenkletskoek, maar dat is helaas geen zinnig onderwerp voor deze vraagbaak.

sonja de Mooij plaatste:

 waarbij mijn trekhaak op een vloeitje na tegen de bumper aanzat.  ..//.. Mijn auto had voor nog geen €800 schade.
Weet je dat zeker? Zelfs bij een aanrijding zonder zichtbare schade aan een trekhaak kan de bodemplaat waaraan die trekhaak vastzit ernstig vervormd zijn. Omdat die bodemplaat onderdeel is van je achterste kreukelzonewordt zo'n auto daar niet veiliger van. Was die 800 euro dus voor herstel van die bodemplaat?

Groet, Jan
Ferdinand
19 september 2020 om 14:28
Quote

Goede middag even met betrekking tot motor rijden. 

hoe hard zou de impact gaan als een motor van 180kg die 270 km/u gaat zijn tegen een auto Citroën C3 die zelf 120km/u rijdt. Motor met persoon (zeg persoon weegt 80 kg) dus motor met persoon is 260 kg rijden de auto aan op de linker achterkant.

Theo de Klerk
19 september 2020 om 14:36
Quote
Dit is geen juridisch forum om botsberekeningen uit de praktijk na te rekenen - daarvoor zijn vele factoren in het spel die in "ideale" gevallen niet meegenomen worden, zoals de hoek waaronder de botsing plaatsvindt, de hoogte van het contact tussen beiden, de vervormingsfactoren enz.

En "ideaal" uitrekenen kun je zelf: de stootwet doet opgeld:

F =  m a = m.Δv/Δt
m = 180 kg, Δv = 270 - 120 km/h (- als ze in dezelfde richting rijden (kop-staart), even omrekenen naar m/s, anders 270 + 120 km/h (frontaal) ) - grote onbekende: hoe lang duurde de botsing: Δt =  ?? s  . Hoe korter, hoe groter de botskracht. Vandaar dat helmen, bumpers en andere bots-verminderingsonderdelen die tijd zo lang mogelijk trachten te maken door tijd te "verspillen" met indeuken.

Daarna zal de auto ook afremmen tot stilstand neem ik aan en kan het gekibbel beginnen. Initieel is er ook impulsbehoud, dwz voor en na de botsing gelijk (als er geen energie verloren gaat aan indeuken bij het botsen): 
mautovauto,begin + mmotor . vmotor,begin = (mauto + mmotor)veind,gezamelijk
waarna beiden een kracht te verwerken krijgen als die gezamelijke snelheid tot 0 wordt teruggebracht (maar hierbij wordt waarschijnlijk geremd en zal Δt groter zijn maar genoeg om bestuurder (indien niet in de gordel) en motorrijder te lanceren).
Ferdinand
19 september 2020 om 15:11
Quote
Ow née meer omdat er nu in het nieuws over die 2 motor rijders die gelukkig opgepakt zijn en niemand aan hebben gereden. Maar uit nieuwsgierigheid was ik wel benieuwd wat de impact zou zijn van een motor rijden die met 270 km/u op een auto zou klappen buiten dat hij wrs mors dood zou zijn

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

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

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

Antwoord: (vul een getal in)