valtijd

Joseph stelde deze vraag op 02 februari 2017 om 14:12.

vraag: op het schoolplein staat een groot rad met een massaloos touw eromheen, dat wrijvingsloos kan draaien. Carlo en tirza hangen veilig vastgemaakt elk aan een kant van het touw 2,6 m boven de grond. Carlo heeft een massa van 66,0 kg, tirza van 63,2 kg. De docent op het dak houdt het rad via een rem tegen. Op t = 0s laat hij het rad gaan.

Vraag: bereken na hoeveel tijd carlo de grond raakt?


Ik hoop dat iemand mij zou kunnen helpen, alvast bedankt! 

Reacties

Jan van de Velde op 02 februari 2017 om 15:05
dag Joseph,

Dit hele bewegingssysteem is ook wel bekend als het "toestel van Atwood". Als je daarmee googlet vind je vast wel handige achtergrondinformatie over hoe je over zo'n systeem nadenkt. 

Stappenplan:
  1. bereken de zwaartekracht op Carlo
  2. bereken de zwaartekracht op Tirza
  3. bereken de nettokracht die Carlo en Tirza in beweging zou kunnen zetten
  4. bereken de versnelling die Carlo en Tirza met die nettokracht zullen krijgen.
  5. met die versnelling, en de afstand van 2,6 m die Carlo moet zakken: bereken na hoeveel tijd Carlo de grond raakt
Groet, Jan

(NB: in deze oplossing is het rad zelf massaloos, en dat neem ik maar aan omdat er niks over de massa van dat rad verteld wordt)
Theo de Klerk op 02 februari 2017 om 15:28
Dit soort "om de bocht" problemen waarbij touw niets weegt en het rad ook alleen maar voor "ombuiging" van de kracht zorgt, laat zich soms makkelijker voorstellen door het geheel recht te trekken. Een touw waar aan de ene kant Carlo en Tirza trekt en aan de andere kant de docent trekt (met  krachten gelijk aan hun gewicht).
Joseph op 02 februari 2017 om 17:32

Jan van de Velde plaatste:

dag Joseph,

Dit hele bewegingssysteem is ook wel bekend als het "toestel van Atwood". Als je daarmee googlet vind je vast wel handige achtergrondinformatie over hoe je over zo'n systeem nadenkt. 

Stappenplan:
  1. bereken de zwaartekracht op Carlo
  2. bereken de zwaartekracht op Tirza
  3. bereken de nettokracht die Carlo en Tirza in beweging zou kunnen zetten
  4. bereken de versnelling die Carlo en Tirza met die nettokracht zullen krijgen.
  5. met die versnelling, en de afstand van 2,6 m die Carlo moet zakken: bereken na hoeveel tijd Carlo de grond raakt
Groet, Jan

(NB: in deze oplossing is het rad zelf massaloos, en dat neem ik maar aan omdat er niks over de massa van dat rad verteld wordt)
Inderdaad, die eerste 4 stappen had ik ook uitgevoerd alleen ik liep vast bij de 5de stap. Alleen heb ik nu de tijd kunnen berekenen met de formule;S=vb*t+0,5a*t^2 die ik na wat research online heb kunnen vinden. Ik kon hem dus niet uit de binas halen (zover ik heb gezien) staat deze formule dan ook niet in de binas of zie ik dat verkeerd. En zo niet hoe zou ik dan kunnen weten dat ik deze formule had kunnen gebruiken?

Theo de Klerk plaatste:Dit soort "om de bocht" problemen waarbij touw niets weegt en het rad ook alleen maar voor "ombuiging" van de kracht zorgt, laat zich soms makkelijker voorstellen door het geheel recht te trekken. Een touw waar aan de ene kant Carlo en Tirza trekt en aan de andere kant de docent trekt (met  krachten gelijk aan hun gewicht).

Het geheel op die manier bekijken maakt het inderdaad makkelijker om het geheel wat beter te kunnen visualiseren!

Alvast bedank voor verdere reacties ;)
Theo de Klerk op 02 februari 2017 om 18:05
> S=vb*t+0,5a*t^2 die ik na wat research online heb kunnen vinden. Ik kon hem dus niet uit de binas halen (zover ik heb gezien) staat deze formule dan ook niet in de binas of zie ik dat verkeerd.


Dan kijk je inderdaad niet goed genoeg. Zie BINAS 35.A1 rechts bij "eenparige versnelling". In de meeste schoolboeken staat er ook een dergelijke formule (soms zonder sb, zonder vb)

Maar als je die formule gebruikt voor een s = 2,6 m en met versnelling a = g = 9,81 m/s2 (want docent laat rad los draaien) dan kun je tijd t berekenen.
Het is een kwadratische functie, maar alleen de positieve t waarde heeft fysiek betekenis.
Jan op 02 februari 2017 om 18:08

Joseph plaatste:

Alleen heb ik nu de tijd kunnen berekenen met de formule;S=vb*t+0,5a*t^2 die ik na wat research online heb kunnen vinden. Ik kon hem dus niet uit de binas halen (zover ik heb gezien) staat deze formule dan ook niet in de binas of zie ik dat verkeerd.

Ik heb hier geen havo/vwo-binas bij de hand maar weet zeker dat die daar in een of andere vorm in staat, bijv s(t) = s(0) + v(0)t +½at², of s=½at² als verkorte versie waarbij beginafstand en snelheid op 0 worden verondersteld.

Joseph plaatsteEn zo niet hoe zou ik dan kunnen weten dat ik deze formule had kunnen gebruiken?


Leer jezelf dit aan: houd standaard een gegevenslijstje bij, en vul dat lijstje aan met gevonden waarden uit tussenberekeningen. Want altijd geldt, bij berekeningen waarbij tussenstappen nodig zijn, de tegeltjeswijsheid:



dat begon met:
st = sc = 2,6 m
mc= 66 kg
mt= 63,2 kg
tc = ?? s

we zien wel dat we het hier niet mee gaan redden, want een rechtstreeks eenvoudig verband tuussen massa's, afstand en tijd gaat er niet zijn.
Omdat we met massa's wel zwaartekrachten kunnen uitrekenen stellen we ons de tussenvraag:
Fzc = ??
Fzt = ??

die leidt zoals gezien uiteindelijk tot een nettokracht
Fnetto = ......

met een nettokracht en massa kan ik een versnelling a berekenen
a = ......

het gaat nog steeds om de tijd.

Heb ik in het verzamelde lijstje al eens iets staan waarmee een tijd in verband staat? Zoek een formule met in elk geval een t, en verder twee of meer grootheden uit de lijst s, m, Fz, a .

Steeds een kwestie van overzicht houden over wat je al weet, en een lijstje met formules ernaast is ook wel handig om niks over het hoofd te zien.

Groet, Jan
Joseph op 02 februari 2017 om 22:05
Beiden bedankt voor jullie snelle, goede en verhelderende reacties. Ik snap het nu een stuk beter!

Groetjes, Joseph
Jan van de Velde op 02 februari 2017 om 22:27
intussen ook weer mijn binas in de buurt, en jawel hoor, tabel 35A:



Natuurijk wel blijven beseffen dat een hoogte ook maar een plaats is t.o.v. een andere, en dat v0 hier gelijk is aan 0, een "verborgen" gegeven verstopt in 
"De docent op het dak houdt het rad via een rem tegen. Op t = 0s laat hij het rad gaan."

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Clara heeft eenendertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)