fietser op een helling

Win. stelde deze vraag op 02 april 2019 om 18:46.
Ik heb ook een beetje hulp nodig bij de opgave: 

Een fietser fietst op een brug die een helling heeft van 20°. De totale massa bedraagt 80kg en de max. wrijvingskracht bedraagt 85N.

A. Bereken de wrijvingscoefficient. 
 Hier krijg ik f= 0.11


De fietser remt even om stil te blijven staan.

B. Bereken de remkracht. 
Hier heb ik 274- 85= 189N

C. Bereken de benodigde kracht om eenparig omhoog te kunnen fietsen. 
Hier krijg ik 274 + 85 = 359N

Maar vandaag kreeg ik te horen dat B en C fout zijn. Graag wat hulp, a.u.b.

Groetjes, Win.

Reacties

Jan van de Velde op 02 april 2019 om 19:13
dag Win,

a) klopt inderdaad

Win. plaatste:

De fietser remt even om stil te blijven staan.

B. Bereken de remkracht. 
Hier heb ik 274- 85= 189N


hier missen we gegevens. Ook heb ik geen idee waar die 274 N vandaan komen.
En dat geldt dus ook voor c. 

Win. plaatste:

Graag wat hulp, a.u.b.

laat dan de letterlijke en complete opdracht en je VOLLEDIGE uitwerkingen eens zien, want we kunnen niet over je schouder meekijken vanachter een beeldscherm

Groet, Jan

(fors hellinkje trouwens: 36%.....)
Win. op 02 april 2019 om 20:19

Hier heb ik de complete opgave en mijn berekening van B en C, maar B en C zijn fout, dat is wat m'n docent zei. 

Groet, win.
Jan van de Velde op 02 april 2019 om 22:05
b) had je inderdaad niet volledig overgenomen:



Het gaat erom hoe groot de remkracht moet zijn OM OP DE HELLING STIL TE KUNNEN BLIJVEN STAAN

welke kracht (en hoe groot) trekt hem langs de helling naar beneden?
dié kracht moet worden gecompenseerd 
verwar hier niet de gegeven maximale SCHUIFwrijving van 85 N (waarmee je die wrijvingscoëfficiënt tussen banden en wegdek berekende) met de (rem)kracht nodig om niet van die helling af te ROLLEN. 

Hier zit trouwens een giga-probleem in die opgave. Jij berekent die component van de zwaartekracht langs de helling (Fzx, je legt kennelijk je x-as langs de helling) correct als 274 N. Dat zou dus ook de nodige remkracht moeten zijn. MAAR de maximale wrijvingskracht langs de helling tussen banden en brugdek is slechts 85 N.

het juiste antwoord voor b) moet dus luiden: Hij kan in zijn remmen knijpen wat hij wil, de fietser glijdt met blokkerende wielen het brugdek af.

wat betreft vraag c): eenparig die helling OP fietsen is dus al even onmogelijk als erop stil blijven staan.

Nou is een wrijvingscoëfficiënt van 0,11 ook gruwelijk laag. Dat brugdek is spekglad :( .
Een normale µ tussen rubber en asfalt bedraagt ergens rond de 1, niet 0,1. 
Ik vermoed een typefout in de opgave, ik denk dat die maximale wrijvingskracht is bedoeld als 850 N. 

Groet, Jan
Win. op 02 april 2019 om 22:15
Dat dacht ik ook al zo'n beetje :(
Maar zou 359N nogsteeds het juiste antwoord kunnen zijn als we ervan uit gaan dat Fw,max= 85N? 

Groet, win
Win. op 02 april 2019 om 22:31
Volgens mijn docent moet ik de Fw,max 2 maal optellen met het x component van de Fz om de kracht te vinden bij C.
Jan van de Velde op 02 april 2019 om 22:35
"Maar zou 359N nogsteeds het juiste antwoord kunnen zijn als we ervan uit gaan dat Fw,max= 85N? "

Nee, want de SCHUIFwrijving tussen band en wegdek helpt niet mee om ROLLEN tegen te gaan.
Zou dat wel zo zijn dan zou je ternauwernood kunnen fietsen: stel je voor, in de echte wereld (µrubber-asfalt≈1) zou een fietser dan 850 N nodig hebben om op een windstille dag rustig te fietsen....

De benodigde remkracht is stomweg (-)274 N, waarbij de maximale schuifwrijving voldoende moet zijn om die benodigde remkracht op het wegdek over te brengen.

Als de fietser een touw om een lantaarnpaal op die brug kon slaan, èn maximaal in zijn remmen zou knijpen, dan zou de spankracht in dat touw nog 274-85= 189 N moeten bedragen. Zou hij echter zijn remmen loslaten dan wordt de spankracht in dat touw weer 274 N .

valt dit cruciale verschil nu op zijn plek?
Jan van de Velde op 02 april 2019 om 22:53

Win. plaatste:

Volgens mijn docent moet ik de Fw,max 2 maal optellen met het x component van de Fz om de kracht te vinden bij C.
Je docent is mis: eenparig omhoog fietsen kost diezelfde 274 N (afgezien van luchtweerstand en rolweerstand)  

als nou die 85 N een ROLweerstand zou zijn... 
Maar
  1. dat is dan weer idioot hoog, dat zou dan eerder ergens tusen 2 en 4 N moeten zijn:  https://www.engineeringtoolbox.com/rolling-friction-resistance-d_1303.html
  2. de tekst zegt letterlijk "Wrijvingskracht met het wegdek"
en dan nog, als die 85 N dan toch als een rolwrijving is bedoeld (en geloof me, dan gaat voor iedereen de lol van het fietsen er wel af hoor) dan moet die  voor de remkracht bij het stilstaan op de brug van die 274 N afgetrokken worden (zoals je eerder deed) en voor het omhoogfietsen er éénmaal bij opgeteld.

Twéémaal erbij optellen doet me denken dat je docent die 85 N beschouwt als ROLwrijving per wiel.
Noch het een, noch het ander, haal ik uit deze vraagstelling. En als het per wiel zou zijn, dan zou die µ=0,11 geen correct antwoord voor a)  kunnen zijn. 

Kortom, vraag afgekeurd. Niet eenduidig, en bevat irreële waarden:
  • Helling van 36%, wow.....
  • een wrijvingscoëfficiënt die een factor 10 te klein is om bij een schuifwrijving te horen, en een factor 20-50 te groot om bij een rolweerstand te horen. 
Geef je docent deze link maar, dan vechten wij dat als collega's onderling wel uit :) 

groet, Jan
Win. op 03 april 2019 om 02:57

Jan van de Velde plaatste:

..//..
valt dit cruciale verschil nu op zijn plek?
Dit is begrepen :)

Jan van de Velde plaatste:

Win. plaatste:

Volgens mijn docent moet ik de Fw,max 2 maal optellen met het x component van de Fz om de kracht te vinden bij C.
Je docent is mis:

..//..

Geef je docent deze link maar, dan vechten wij dat als collega's onderling wel uit :) 

Yeah, dat is wat ik ook in mind had. Maar als ik al zover ben, en als ik een oplossing krijg van me docent, zal ik het voor u weer hier plakken.

Groet, win

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)