Reacties
Theo de Klerk
op
26 juni 2019 om 11:52
>Hoeveel kg weegt dat pak suiker
Foute vraag.
De massa van het pak suiker blijft 1 kg.
Het gewicht (als aantrekking door de aarde) blijft 1 kg x 9,81 m/s2 = 9,81 N
Wat je waarschijnlijk bedoelt te vragen is
1) "met welke kracht botst het pak suiker tegen de binnenspiegel"
of
2) "welke kracht heeft het pak suiker als het langs de binnenspiegel vliegt"
Om maar met 2) te beginnen: 0 N. Het beweegt met constante snelheid, er werkt geen (horizontale) kracht op het pak. (Even de verticale zwaartekracht vergetend die het pak uiteindelijk op de grond doet belanden). Vergelijkbaar met iets wat vrij in de ruimte zweeft. Die constante snelheid behield het toen abrupt werd geremd en het pak gewoon doorging met de snelheid die het voordien had: de snelheid van de auto.
En voor 1): het pak had de snelheid die de auto had voor het remmen: v m/s. Nu ineens wordt het door de spiegel tot stilstand gebracht: 0 m/s. Als dat in Δt seconden gebeurt (altijd groter dan 0), dan is de kracht waarmee de spiegel het pak remt (en dat is wat je dan onterecht het "gewicht van het pak suiker" noemt) F = m v/Δt
Voor een heel kleine tijd is dit dus een heel grote kracht.
(Reden waarom kreukelzones. stootbumpers, vangrail, helmen e.d. proberen de tijd te rekken door in te deuken tijdens het afremmen: grotere Δt, kleinere kracht. Meer kans te overleven).
Foute vraag.
De massa van het pak suiker blijft 1 kg.
Het gewicht (als aantrekking door de aarde) blijft 1 kg x 9,81 m/s2 = 9,81 N
Wat je waarschijnlijk bedoelt te vragen is
1) "met welke kracht botst het pak suiker tegen de binnenspiegel"
of
2) "welke kracht heeft het pak suiker als het langs de binnenspiegel vliegt"
Om maar met 2) te beginnen: 0 N. Het beweegt met constante snelheid, er werkt geen (horizontale) kracht op het pak. (Even de verticale zwaartekracht vergetend die het pak uiteindelijk op de grond doet belanden). Vergelijkbaar met iets wat vrij in de ruimte zweeft. Die constante snelheid behield het toen abrupt werd geremd en het pak gewoon doorging met de snelheid die het voordien had: de snelheid van de auto.
En voor 1): het pak had de snelheid die de auto had voor het remmen: v m/s. Nu ineens wordt het door de spiegel tot stilstand gebracht: 0 m/s. Als dat in Δt seconden gebeurt (altijd groter dan 0), dan is de kracht waarmee de spiegel het pak remt (en dat is wat je dan onterecht het "gewicht van het pak suiker" noemt) F = m v/Δt
Voor een heel kleine tijd is dit dus een heel grote kracht.
(Reden waarom kreukelzones. stootbumpers, vangrail, helmen e.d. proberen de tijd te rekken door in te deuken tijdens het afremmen: grotere Δt, kleinere kracht. Meer kans te overleven).
Patrick
op
26 juni 2019 om 13:24
Ik ben geen natuurkundige, maar optie 1 is eigenlijk mijn vraag. Is daar een berekening voor
Theo de Klerk
op
26 juni 2019 om 13:37
Die staat er: F = m v/Δt
m = 1 kg
v = 50 km/h = 13,9 m/s
Δt = ... s
De tijd weet ik niet. Hoe lang duurt het voor die spiegel het pak suiker tot stilstand brengt? Het maakt nogal verschil of dat 0,5 s of 0,25 s is (een factor 2 in kracht ook).
m = 1 kg
v = 50 km/h = 13,9 m/s
Δt = ... s
De tijd weet ik niet. Hoe lang duurt het voor die spiegel het pak suiker tot stilstand brengt? Het maakt nogal verschil of dat 0,5 s of 0,25 s is (een factor 2 in kracht ook).
Jan van de Velde
op
26 juni 2019 om 13:48
Dag Patrick,
Ja, daar zijn berekeningen voor, maar voor berekeningen zijn (betrouwbare) meetgegevens nodig. De cruciale gegevens hier ontbreken: Hoeveel konden de spiegel en het pak suiker indeuken voordat ze beide stilstonden (of beide een gelijke restsnelheid hadden).
Overigens lijkt het me bijzonder onwaarschijnlijk, zo niet onmogelijk, dat een pak suiker dat op de achterbank ligt tegen de binnenspiegel (toch al minstens 80 cm hoger) zal vliegen.
"noodstop" betekent maximaal iets van een remvertraging van rond de 10 m/s² **. Je auto doet er dus, met een beginsnelheid van 50 km/h ongeveer 1,5 s over om tot stilstand te komen.
relatief t.o.v. de auto wordt dat pak suiker dus voorwaarts gelanceerd met een versnelling van ca 10 m/s² . De suiker zal er daardoor ongeveer een halve seconde over doen om een geschatte 1,5 m van achterbank richting het dashboard af te leggen, en haalt daarbij een snelheid t.o.v. de auto van om en nabij 5 m/s, ca 18 km/h.
Tijdens die halve seconde zal het pak suiker echter ook neerwaarts willen bewegen o.i.v. de zwaartekracht, min of meer toevallig** met ongeveer dezelfde versnelling. Het pak suiker zal dus met een beetje pech tussen de voorstoelen doorvliegen en tegen de versnellingspook aanrollen. Maar in geen geval tegen de binnenspiegel.
Met welke kracht die klap dan aankomt is ieders gok: de "remweg" van de suiker tegen de pook is onbekend, en zonder videometingen onder gecontroleerde omstandigheden zal die dat blijven.
Groet, Jan
** de wrijvingscoëfficiënt van rubber banden op droog asfalt is om en nabij 1. Dat betekent dat de maximale remkracht van de auto ongeveer gelijk zal zijn aan de normaalkracht van het wegdek op de banden, en ook dat de maximale remvertraging ongeveer gelijk zal zijn aan de zwaartekrachtversnelling, ca 9,8 m/s².
Ja, daar zijn berekeningen voor, maar voor berekeningen zijn (betrouwbare) meetgegevens nodig. De cruciale gegevens hier ontbreken: Hoeveel konden de spiegel en het pak suiker indeuken voordat ze beide stilstonden (of beide een gelijke restsnelheid hadden).
Overigens lijkt het me bijzonder onwaarschijnlijk, zo niet onmogelijk, dat een pak suiker dat op de achterbank ligt tegen de binnenspiegel (toch al minstens 80 cm hoger) zal vliegen.
"noodstop" betekent maximaal iets van een remvertraging van rond de 10 m/s² **. Je auto doet er dus, met een beginsnelheid van 50 km/h ongeveer 1,5 s over om tot stilstand te komen.
relatief t.o.v. de auto wordt dat pak suiker dus voorwaarts gelanceerd met een versnelling van ca 10 m/s² . De suiker zal er daardoor ongeveer een halve seconde over doen om een geschatte 1,5 m van achterbank richting het dashboard af te leggen, en haalt daarbij een snelheid t.o.v. de auto van om en nabij 5 m/s, ca 18 km/h.
Tijdens die halve seconde zal het pak suiker echter ook neerwaarts willen bewegen o.i.v. de zwaartekracht, min of meer toevallig** met ongeveer dezelfde versnelling. Het pak suiker zal dus met een beetje pech tussen de voorstoelen doorvliegen en tegen de versnellingspook aanrollen. Maar in geen geval tegen de binnenspiegel.
Met welke kracht die klap dan aankomt is ieders gok: de "remweg" van de suiker tegen de pook is onbekend, en zonder videometingen onder gecontroleerde omstandigheden zal die dat blijven.
Groet, Jan
** de wrijvingscoëfficiënt van rubber banden op droog asfalt is om en nabij 1. Dat betekent dat de maximale remkracht van de auto ongeveer gelijk zal zijn aan de normaalkracht van het wegdek op de banden, en ook dat de maximale remvertraging ongeveer gelijk zal zijn aan de zwaartekrachtversnelling, ca 9,8 m/s².
