Opdracht 1e en 1f van voorbeeldtentamen 2 CCVN:

Een kogel met massa van 0.0300 kg botst tegen een blok hout met een snelheid van 2.5 m/s (wanneer hij uit de glijbaan komt). Dit blok is aan een touw opgehangen en vormt daarmee een slinger. De lengte van het touw van de slinger tot het zwaartepunt van het blok is 2,50 m. In het blok zit een gat dat met stopverf is gevuld. Stopverf is een zachte kleverige substantie waardoor de kogel in de stopverf blijft steken. Het blok met daarin de kogel krijgt op dat moment een snelheid van 1,40 m/s. De massa M van het blok hout inclusief stofverf is 0,0230 kg. Zie de figuur. Onmiddelijk na de botsing wordt de glijbaan snel weggehaald, zodat het blok hout met daarin de kogel harmonisch gaat slingeren. De maximale uitwijking (gemeten in horizontale richting) van het blok na de botsing blijkt 0,700 m.

e. Bereken de spankracht in het touw als het blok (met de kogel) de maximale uitwijking bereikt.

Eerst bereken je de hoek van het touw met de verticale lijn van de evenwichtsstand. De schuine zijde is 2.5m, de horizontaal is 0.700 dus de hoek is sinx = overstaande/schuine = 0.700/2.50. Hoek x is dus 16.26 graden.

De zwaartekracht = mg = (0.023+0.0300) x 9.81 = 0.51993

Naar mijn idee kunnen twee manieren (die leiden tot ander antwoord):
1. Het touw hangt van links boven naar rechts onder en slingert een cirkelbaan. Je tekent een kracht op de richting van de cirkelbaan en deze staat loodrecht op Fs (dus hoek daar 90 graden). Om de driehoek compleet te maken teken je de derde zijde en dit is gelijk aan Fz (klopt dit?) Je weet dan 1 zijde (Fz) en 1 hoek (16.26). Cos(16.26) = aanliggende / schuine = Fs/Fz. 
Fs = Fz x cos(16.26) = 0.499N

2. Het touw hangt van links boven naar rechts onder. Dit is Fs en kan je splitsen in een x en y component. Fs,y wordt even hoog als de pijl en Fs,x wordt even breed als de pijl. Aangezien de zwaartekracht naar beneden werkt is deze gelijk aan Fs,y (maar tegengesteld). Zo ontstaat weer een driehoek waarvan je 1 zijde (Fz) en 1 hoek (16.26) weet. Het verschil met manier 1 is dan dat de 90 graden hoek ergens anders zit en Fs dan de schuine zijde wordt. Dan geldt cos (16.26) = aanliggende/schuine = Fz/Fs.
Fs = Fz / cos (16.26) = 0.542N

Welke manier is correct? Ze lijken mij allebei logisch.

f. Bereken de spankracht in het touw als het blok (met de kogel) door de evenwichtsstand gaat.
Fz = mg = 0.053 x 9.81 = 0.51993 (werkt naar beneden)
Fmpz = (m(v^2))/r = 0.053 x 1.96 / 2.5 = 0.041552 (werkt omhoog)
(Zwaartekracht is dus groter)

Wat is nu de spankracht? 
1. Ik denk dat de spankracht omhoog werkt dus Fs = Fz - Fmpz
(Fz omlaag en Fmpz+Fs omhoog, Fomhoog = Fomlaag)
2. Volgens anderen geldt Fs = Fz + Fmpz
Welke is correct?

Ik hoop dat iemand mij kan helpen, bedankt!