Spankracht

Beau stelde deze vraag op 21 mei 2017 om 10:15.

Hallo,

Een snap een vraag (met name het antwoord) uit het 2016-II havo examen niet echt.

'Marloes heeft een wieg gekocht voor haar baby. De wieg hangt aan een veer en kan zachtjes op en neer trillen. Op de verpakking van de wieg staat: Cveer = 1,3 kN m-1 en mwieg = 12,2 kg.'

Bepaal met een constructie in onderstaand figuur de grootte van de spankracht in een touw. 



Nou dan teken je de constructie als volgt:



Volgens het correctievoorschrift is de spankracht 74 N (met een marge van 10). Ik kan hier echter niet op komen. Op welke manier ze dat berekend hebben staat er ook niet.

Er is namelijk geen schaal. En naar mijn idee is de spankracht gelijk aan de zwaartekracht in tegengestelde richting. Fz = Fspan = m * g --> 12,2 * 9,81
Maar in dit geval heb je dan niet echt gebruik gemaakt van de constructie in het figuur zoals in de vraag vermeld.

Ik ben in de war, kunnen jullie mij helpen?


Reacties

Theo de Klerk op 21 mei 2017 om 10:19
De spankracht is NIET gelijk (en tegengesteld aan) de zwaartekracht. De resultante van de spankrachten van beide touwen samen is dat wel.
Dus de vectoriele optelling van de spankrachten langs de touwen is gelijk aan F = m.g
Dan kun je met de parallellogrammethode die resultante ontbinden in de echte afzonderlijke spankrachten die WEL langs de touwen gaan.

Met een tekening op schaal is dan te bepalen hoeveel kracht wordt weergegeven door elke centimeter spankrachtvector die je tekent.
Beau op 21 mei 2017 om 11:06
Ah oke, de somkracht inderdaad. 

Maar als de somkracht van beiden gelijk is aan de zwaartekracht betekent het dat de spankracht de helft er van bedraagt? De spankrachten zijn even lang dus zouden ze beiden ongeveer 60 N bedragen.

Hoe bepaal ik de schaal als deze niet gegeven is? 
Ik kom echt niet op en spankracht van 64 tot 84 N uit..
Theo de Klerk op 21 mei 2017 om 11:15
Nee, daar zit een veel voorkomende denkfout. Bij vectoren kun je niet zomaar "gewoon" (=scalair) optellen.
Twee vectoren van elk 60 N zijn niet samen 120 N.  Dat zijn ze alleen als ze dezelfde kant opwijzen. Maar als de een tegengesteld is aan de ander dan is de som 0 N.  En staan ze onder een hoek met elkaar (zoals die gespannen touwen) dan is de som een getal tussen 0 en 120 N - afhankelijk van de hoek tussen die twee vectoren.

Dus samen (vectorieel opgeteld) compenseren ze de zwaartekracht. Maar omdat ze onder een hoek met elkaar staan, kun je niet zomaar zeggen dat ze elk de helft van die zwaartekracht groot zijn.
De situatie is wel fraai symmetrisch: beide krachten lijken "spiegelbeelden" van elkaar. Daarom is je (intuitieve?) vermoeden dat beide spankrachten even groot zijn, wel juist. Maar niet elk de helft van de zwaartekracht.
Alleen hun vertikale componenten samen opgeteld leveren 2 x de halve zwaartekracht. Maar ze hebben ook nog (tegengesteld gerichte) horizontale componenten.  Beide componenten moeten voor een vector opgeteld worden om de vector zelf te geven.

Zie het verschil in onderstaand plaatje (ooit eens gemaakt voor een andere vraag in deze vraagbaak): 20 N is de kracht naar beneden. Maar hoe die spandraden gespannen zijn bepaalt hoe groot de spankracht van die draden is.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)