balletje aan touwtje
Floris stelde deze vraag op 31 oktober 2018 om 17:58. hallo ik heb een vraag over de volgende opgave.
Het balletje heeft een massa van 50 gram. Straal is te verwaarlozen.
Het touwtje is 90 cm lang en punt B bevindt zich 55 cm boven de grond, punt (x).
De luchtwrijving mag worden verwaarloosd.
a. toon aan dat het balletje punt B passeert met een snelheid van 4.2 m/s
b. Bereken de snelheid waarmee het balletje de grond raakt (punt C).
Eigelijk gaat heht balletje in punt B met een snelheid van 4.0 m/s.
c. Bereken de gemiddelde luchtwrijving die het balletje tussen de punten A en B heeft ondervonden.
Ik snap niet hoe ik dit moet doen, want het balletje heeft op punt A een zwaarteenergie die wordt omgezet in snelheid tot punt B. en vanaf punt B wordt deze laaste potentiele energie toch weer omgezet in snelheid tot punt c waardoor de snelheid nog hoger wordt? of klopt dit niet?
voor het gemak heb ik een plaatje gemaakt.
groet floris
Reacties
ik mis punt C in dat plaatje, en begrijp de situatie niet, want als dat balletje aan een touwtje van 90 cm hangt, en dat touwtje is vastgemaakt op 1,45 m boven de grond, dan gaat dat balletje toch nooit de grond raken??
groet, Jan
oops, het touwtje breekt op punt B af en daardoor gaat het balletje in horizontale richting richting tot C.
groet ffloris
Ik denk dat je het wel snapt. Wat is het hoogteverschil tussen A (of M) en B? Wat is het zwaarte-energieverschil tussen die twee hoogtes? In B is dat omgezet in kinetische energie, zoals je aangeeft. Als dat 1/2 mv2 is, wat is dan v?
>Bereken de snelheid waarmee het balletje de grond raakt (punt C).
Dat is een gekke vraag. Als het touwtje niet breekt, dan gaat de massa "gewoon" weer omhoog tot maximaal hoogte A (of M). Als het touwtje net in punt B breekt, dan heb je een voorwaartse, horizontale snelheid en een vertikale versnelling gelijk aan de zwaarteversnelling.
Dan wordt de hoogte van 55 cm afgelegd in t seconden, op te lossen uit de bewegingsvergelijking 0,55 = 1/2 x 9,81 x t2
Je kunt de horizontale en vertikale snelheid op dat tijdstip bepalen en vectorieel optellen voor de snelheid waarmee het voorwerp schuin op de grond valt in C.
Voor C) geldt dan blijkbaar dat ΔEzw = ΔEkin + Ewrijving
en dan is de eerder berekende snelheid v te hoog (want Ewrijv = 0 gedacht).
Als je de eindsnelheid in B kent, dan kun je de kinetische energie berekenen. Trek die af van de zwaarte-energie en je weet hoe groot Ewrijving moet zijn.
groet floris,
floris plaatste:
Is de energie van B tot C niet gewoon de kinetische energie uit punt B+de rest van de potentiele energie (door mgh=E >) met h=0.55 m. en dat dan weer door een nieuwe kinetische energie weer om te rekenen in snelheid.?Etot,B = Ekin B + Ezw B.
Alleen zal hier dan toch ook gelden dat er luchtwrijving is waardoor de berekende snelheid in C niet zal kloppen omdat tussen B en C een deel van de energie aan wrijving wordt weggegeven. Hoeveel? Zou ik zo niet weten. Daarvoor moet je de baanlengte (boog) kennen en de wrijving bij elke snelheid in die boog...