bal aan elastiek wegslaan

Natasja stelde deze vraag op 30 december 2010 om 22:50.

Hallo,

Een tennisbal met een massa van 55 g is bevestigd aan een elastiek van 4,5 m lengte. Het andere eind van het elastiek is aan de grond bevestigd. De veerconstante bedraagt 0,95 N/m. De bal wordt weggeslagen. De baan van de bal is weergegeven in het diagram van figuur a

.

a. Bepaal de zwaarte-energie van de bal op het moment van wegslaan.

Mijn antwoord: Ez = m x g x h = 0,055 x 9,81 x 1 = 0,54 J

b. Bepaal de lengte van het elastiek als de bal op het hoogste punt is.

Mijn antwoord: tan(-1) 5,6 / 6,5 = 41 graden

sin 41 graden = 6,6 / schuine zijde (=lengte elastiek)

schuine zijde = 6,6 / sin 41 graden = 10 m

(Het is geen mooie driehoek, dus weet niet of dit klopt. Misschien moet ik de grafiek omzetten in een andere, zodat er wel een rechte lijn ontstaat, maar F is niet gegeven, dus ik zou niet weten hoe).

c. Bereken de veerenergie van het elastiek in het hoogste punt.

Mijn antwoord:(De uitrekking lijkt mij 5,5m want het elastiek was 4,5 m.)

Ev = 1/2 x 0,95 x 5,5(tot de 2e) = 14 J

Zou iemand hier even naar willen kijken of het goed is, of hoe het anders kan/moet?

 

Alvast bedankt,

Vr.gr Natasja

 Vraag over afzetkracht afgesplitst naar een andere topic om verwarring te voorkomen. Moderator

 

Reacties

Theo op 30 december 2010 om 23:33

Vraag 1a lijkt me correct, als ik aanneem dat de figuur de hoogte langs de Y-as heeft uitgezet en de horizontale afstand langs de X-as. Bij X=0 vind je Y=1, dus E = m.g.h = 0,055 x 9,81 x 1

Goed lezen, de elastiek is bevestigd aan de grond, we moeten er dus vanuitgaan dat die in het punt (0,0) is bevestigd. Je lengteberekening via goniometrie is erg omslachtig, en ergens onderweg maak je daarin een foutje. De lengte van het elastiek is de lengte vanuit (0,0) tot het uiterste puntje (6,6 ; 6,5)  (de X is niet helemaal goed af te lezen) en met Pythagoras is deze lengte L toch goed en veel simpeler te berekenen?  L=9,3 m is een beter antwoord.

Op de grootste uitwijking is het elastiek uitgerekt en wel L - 4,5 m. De snelheid van de bal (kinetische energie) is dan nul, de potentiele energie maximaal. En de zwaartekracht is op elk moment aanwezig met zijn versnelling g . Welke krachten kun je allemaal vinden op dat hoogste punt? Hoe groot is de kracht langs het elastiek (=veerkracht)?

Natasja op 20 mei 2011 om 17:25

Hallo,

 

Nog bedankt voor de uitleg. Sorry voor de late reactie, het is alweer een tijdje geleden.  

Ik heb nog een vraag over uw uitleg.

Op de laatste vraag, zegt u dat het elastiek 4,5 m is uitgerekt. Ik heb hier nog over nagedacht, maar moet dit niet de 9,3 m zijn die we in de vorige vraag berekend hebben? 

Dan zou je krijgen:

veerenergie Ev = 0,5 x c x u^2

Ev = 0,5 x 0,95 N/m x 9,3^2 = 41 J.

Of is dit niet goed?

 

Alvast bedankt,

Natasja

 

Jaap op 20 mei 2011 om 20:27

Dag Natasja,
b. Het hoogste punt is bij de grootste waarde van y. In je figuur lees ik af y=6,5m bij x=6,5m.
De lengte van het elastiek is dan L=√(x²+y²)=√(6,5²+6,5²)=9,2m
c. Theo schrijft niet dat uitrekking u=4,5m is maar   u=L–4,5.
u=L–4,5=9,2–4,5=4,7m
De veerenergie is Ev=½×C×u²=½×0,95×4,7²=10J
In het hoogste punt is de kinetische energie mijns inziens niet nul, zoals Theo stelt. Op elk punt van de baan is de bal in beweging.
Zie https://nvon.nl/examen/examen-1993-1-vwo-natuurkunde-nieuwe-stijl
bij Vwo Wenprogramma, 1993-1, vragen, figuur 6.
Succes maandag, groeten,
Jaap Koole

Natasja op 20 mei 2011 om 21:22

Aha, ja de uitrekking is dan natuurlijk, min die 4,5 m.

Bedankt.

Ik doe geen examen, ik doe namelijk een zelfstudie. (Met een leraar die ik alleen schriftelijk kan benaderen).

Bedankt dat ik hier wel terecht kan. 

Gr. Natasja

 

 

 

Theo op 22 mei 2011 om 11:55

Jaap Koole, 20 mei 2011

In het hoogste punt is de kinetische energie mijns inziens niet nul, zoals Theo stelt. Op elk punt van de baan is de bal in beweging.

Als ik de grafiek voldoende ver uitvergroot dan is het hoogste punt niet precies de positie waar de richting omdraait (al zit het er niet ver vanaf). Dan is er op het hoogste punt inderdaad nog een kleine snelheid.

Natasja op 22 mei 2011 om 13:46

Dan is het:

9,3 m - 4,5 m = 4,8 m

Ev = 0,5 x 0,95 x 4,8^2 = 11 J

Is dit het juiste antwoord?

Alvats bedankt,

Gr. Natasja

Jaap op 22 mei 2011 om 14:54

Dag Natasja,
Ja, je berekening lijkt me goed.
Of je rekent met een lengte 9,3m of 9,2m in het hoogste punt, is een kwestie van aflezen. In je figuur lukt dat niet heel nauwkeurig.
Groeten,
Jaap Koole

Natasja op 22 mei 2011 om 15:35

Bedankt!

Nee, in de figuur die ik heb ook niet.

 

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)