draaiing van een hamer

Wim stelde deze vraag op 24 januari 2011 om 10:47.

Als ik een hamer, die aan beide koppen een gelijk gewicht heeft in draaing breng om zijn as door het middelpunt van beide kopvlakken, zodat de steel een cirkelvormige beweging maakt om deze as, dan ontstaat een schroefbeweging die de plaats van de koppen steeds verwisselt.

Ik heb dit experiment gezien in het ruimtestation Mir maar kan het theoretisch niet verklaren aan mijn leerlingen.

Kunt u mij verder helpen?.

Ik ben docent Technologie VMBO-G

 

Reacties

Jan op 24 januari 2011 om 11:20

Dag Wim,

Ik zie helaas niet voor me wat je bedoelt. Heb je toevallig een link naar een filmpje van dat experiment?

Groet, Jan

Theo op 24 januari 2011 om 12:54

zoiets?



Ik denk dat situatie B bedoeld wordt (zie bijlage), anders A.

Over de vraag moet ik nog even denken. Lijkt op een snelheid rechtdoor ipv in de cirkelbaan mee te gaan. Dan is er een translatie. Samen met de rotatie van de hamer (daarbij zou de draai-as dan niet zo belangrijk zijn) levert dat een schroef.

Theo op 29 januari 2011 om 01:19

Uitgaande van situatie B geloof ik niet erg in de schroef.

Zolang men de hamer vasthoudt aan de beide koppen, dan kan men het handvat laten ronddraaien. Maar aangezien het zwaartepunt van de hamer ergens in de bovenhelft van het handvat zit, maakt "de hamer" (teruggebracht tot een massa geconcentreerd in het zwaartepunt) een cirkelbeweging. Er wordt dus een kracht uitgeoefend op de hand(en) die de kop op zijn plaats houden.

Laat je de hamer los, dan zal het zwaartepunt lineair bewegen en zou je voor de massa in de kop en het handvat twee zwaartepunten nemen dan roteren die rondom het gemeenschappelijke zwaartepunt (soort Aarde-Maan systeem). De kop zal dus niet op zijn plaats blijven.

Ik vermoed dat bij loslaten ongewild toch een kleine zijdelingse beweging wordt gegeven aan de hamer zodat de schroefbeweging (translatie + eerder genoemde rotatie) ontstaat.

Theo op 29 januari 2011 om 17:21

Ik heb geprobeerd e.e.a. te tekenen maar het is niet geheel op schaal en technisch correct.

Op de bovenregel zie je de hamer van voren en van opzij. Je ziet hoe de vingers de kop op de plaats houden en de hamer ronddraait. Je kunt dit versimpelen door te stellen dat het zwaartepunt ronddraait. Dat vereist een centripetale kracht - die wordt door de vingers geleverd terwijl ze de hamerkop alleen laat roteren en niet transleren.

Zo gauw je de vingers wegtrekt, zal de hamer als geheel (zijn zwaartepunt) rechtlijnig voortbewegen - langs een raaklijn in het punt van zijn cirkelbaan toen de vingers weggetrokken werden en daarmee de centripetale kracht verdween.

Als je hamer en handvat als 2 massa's ziet die verbonden zijn via een massaloze draad of stang, dan blijven deze twee elk nu ronddraaien rondom het zwaartepunt van het geheel. De hamer als vorm lijkt te slingeren - het zwaartepunt van het stelsel niet: dat blijft rechtdoor gaan.

Alle beweging (als hamer opzij wordt bekeken) is in het vlak van de tekening. Een schroef zou loodrecht op de tekening bewegen.  Dat kan ik me alleen voorstellen als de vingers bij loslaten toch een zetje naar boven of onder geven, hoe klein ook.

Er is weinig andere reactie op deze vraag, dus tenzij iemand me corrigeert lijkt dit me een beschrijving van wat gebeurt.

Wim op 19 maart 2013 om 01:49
je kunt het experiment zelf uitvoeren door de hamer bij de steel te nemen de hamerkop horizontaal te houden en dan op te gooien zodat de steel 360 graden draait en weer in je hand valt. Je zult zien dat de koppen steeds wisselen( eventueel kleuren)
Theo op 20 maart 2013 om 01:51

Dat is een late reactie na een jaar... 

maar bij opgooien zal het zwaartepunt lineair omhoog gaan (en naar beneden volgens de zwaartekrachtwetten en s = 1/2 gt2 en zo) terwijl doordat je een kracht op uiteinde van de steel geeft een rotatie ontstaat rondom het zwaartepunt. De steel zal ronddraaien en de koppen ook - alleen de koppen maken een kleinere cirkel omdat ze dichter bij het zwaartepunt zitten

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)