Kracht berekenen op een helling

Mike stelde deze vraag op 10 november 2019 om 15:12.

Hallo,

"Helga en Luc helpen Maarten, die in een rolstoel zit, een korte maar heel steile helling op. Onder aan de helling staat een verkeersbord dat aangeeft dat de hellingsgraad 25% bedraagt. Ze rijden met een constante snelheid van 0,5m/s de helling op. Helga en Luc oefenen hiervoor een constante kracht uit op de rolstoel. Maarten en zijn rolstoel wegen samen 70kg. Verwaarloos de wrijvingskrachten."

Hoe bereken je hoe groot de kracht die Helga en Luc samen uitoefenen op de rolstoel?
Ik weet dat F = m*a maar de constante snelheid is toch niet gelijk aan a?

Reacties

Jan van de Velde op 10 november 2019 om 15:38
dag Mike,

bij een constante snelheid is a (versnelling) gelijk aan 0, en Fnetto dus ook.

Dat er desalniettemin een (behoorlijke) kracht nodig is zullen Helga en Luc wel voelen. 
Je gaat dus de verkeerde kant op door er zonder nadenken een formule voor kracht op los te willen laten.

zeggen dit soort afbeeldingen je iets?



Groet, Jan
Mike op 10 november 2019 om 21:10
De afbeelding staat ook in mijn boek, maar ik begrijp niet hoe ik dan moet berekenen hoeveel kracht zij moeten leveren om een snelheid van 0,5 m/s te behalen op die heuvel... Want het antwoord zou 1,7 * 10^2 N moeten zijn, maar ik begrijp niet hoe ik daar op zou moeten komen.
Jan van de Velde op 10 november 2019 om 22:10
dag Mike,

de kracht die Helga en Luc moeten overwinnen/compenseren  is de component van de zwaartekracht (op Maarten) evenwijdig aan de helling.

die 0,5 m/s zijn hierbij totaal overbodige informatie. Ook voor stilstaan op de helling, of voor een constante snelheid van 2 m/s van de helling af, zou dezelfde kracht nodig zijn.

Maar "constante snelheid" is wel een belangrijk sleutelwoord.
"Constante snelheid" zegt : nettokracht 0
nettokracht 0 zegt: kracht Helga en Luc langs de helling omhoog samen even groot als component van zwaartekracht langs de helling omlaag. 

Je gaat dus zoals in de eerdere afbeelding de zwaartekracht moeten ontbinden in die component en de component loodrecht op de helling.

Als het ontbinden van krachten je niks zegt, dan kan deze oefening absoluut niet voor jou zijn bedoeld, en dan zou ik dat maar eens navragen bij degene die je met deze opdracht opzadelde.

Groet, Jan
Mike op 11 november 2019 om 14:13
Beste Jan,

Ik studeer thuis en ik leg examens af in Brussel, ik heb geen leerkracht die mij opdrachten geeft. Dit is een opdracht uit mijn boek en er stond nergens in mijn boek dat je de krachten moet ontbinden, dit was daarom niet duidelijk voor mij.

Maar ik kom het nogsteeds niet uit. Als de kracht die Luc en Helga leveren even groot is als de component van zwaartekracht langs de helling omlaag, kom ik 2,6 * 10^2 uit terwijl er in mijn boek staat dat 1,7 * 10^2 het antwoord zou moeten zijn. Is het boek dan fout?

Groetjes
Mike op 11 november 2019 om 14:16
Laat maar, ik kom er net achter dat ik de 25% hellingshoek fout had.

Bedankt voor uw uitleg!
Jan van de Velde op 11 november 2019 om 15:26

Mike plaatste:

er stond nergens in mijn boek dat je de krachten moet ontbinden, 
Dat zal er bij de meeste opdrachten van enig niveau niet bij staan, dwz wàt je moet doen en hoe. Dat is nou juist aan jou om te bepalen. Die weg eenmaal bepaald houdt feitelijk de fysica op en wordt het verder een rekenexercitie.

Hier wordt van de kandidaat gevraagd in te zien dat F=m·a of enige andere formule met krachten geen zin heeft omdat er geen versnelling e.d.  is. En dan vervolgens in te zien dat Helga en Luc de zwaartekracht moeten gaan compenseren. 

Dus probeer je in het vervolg aan te wennen eerst eens het "filmpje" van Helga en Luc af te spelen in je hoofd, en daarbij de fysica-principes waarmee Helga en Luc te maken krijgen op een rijtje te zetten. En daarbij niet gelijk naar formules grijpen. 

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Noortje heeft zevenentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)