Kracht op lijn

Suzanne stelde deze vraag op 29 juli 2020 om 14:12.

Quote

Beste,
Ik probeer de kracht uit te rekenen die op een lijn heeft gestaan, maar kom er na 15 jaar niks met natuurkunde gedaan te hebben niet helemaal uit.

Onlangs hebben wij een proef gedaan met onze sleper en een sleeplijn. De sleeplijn was aan één kant bevestigd aan een vast punt dat hoger lag dan onze sleper en aan de andere kant bevestigd aan onze sleper. De sleper heeft de lijn rustig op spanning gebracht om vervolgens de sleper rustig naar vol vermogen te brengen. De lijn is hierbij beschadigd geraakt, dus ik probeer nu vast te stellen of de kracht op de lijn dusdanig was dat dit had mogen gebeuren. Onze sleper heeft een trekkracht van 1350N. Zie hieronder de afbeelding van de situatie.

Aangezien de sleper bij het op spanning hebben van de lijn niet verder vooruit beweegt kom ik tot de conclusie dat de tegengestelde horizontale kracht ook 1350N is.

Met behulp van de stelling van Pythagoras kun je de horizontale afstand berekenen en met behulp van deze verhoudingen ook de resulterende kracht van de trekkracht op de schuine lijn. Ik kwam hierbij uit 1431N. Zie afbeelding hieronder. Echter verwacht ik dat de sleper

Echter verwacht ik dat de sleper aan de achterzijde ook iets het water uit getild wordt door de voorwaartse kracht en het feit dat er onder een hoek getrokken wordt. Ik vraag me dan ook af wat voor en of er extra kracht op de lijn komt te staan hierdoor en hoe ik deze kan berekenen. Helaas kom ik daar niet uit. Het totaalgewicht van de sleper is ongeveer 7000kg.

Alvast bedankt voor het meedenken!

Reacties:

Jan van de Velde
29 juli 2020 om 15:30
Quote

Suzanne plaatste:

Ik probeer de kracht uit te rekenen die op een lijn heeft gestaan, maar kom er na 15 jaar niks met natuurkunde gedaan te hebben niet helemaal uit.

Dag Suzanne,

Dat heb je anders prima gedaan.

Suzanne plaatste:

Onze sleper heeft een trekkracht van 1350N.

Dat mag je geen "sleper" noemen? Dat haal ik op een goeie dag nog wel als duwkracht met mijn onderbenen, als die in een goeie hoek staan. 

https://nl.wikipedia.org/wiki/Paaltrek

Vergis je je niet een nulletje (of meer?) 

Echter verwacht ik dat de sleper aan de achterzijde ook iets het water uit getild wordt door de voorwaartse kracht en het feit dat er onder een hoek getrokken wordt. Ik vraag me dan ook af wat voor en of er extra kracht op de lijn komt te staan hierdoor en hoe ik deze kan berekenen. 

Die bereken je op vergelijkbare wijze als die waarmee je van 1350 horizontaal naar 1430 diagonaal ging, ook weer met pythagoras. Maar dat je boot uit het water wordt getild gaat niet nog eens extra spanning op de lijn zetten, misschien wel minder dan je al berekende, want de stuwing van de schroef zou wel eens minder ideaal kunnen zijn.

Groet, Jan



Suzanne
29 juli 2020 om 15:38
Quote
Sorry ik bedoel de trekkracht is 1350kg. Dus dan moet ik het dacht ik met 10 vermenigvuldigen, maar dat weet ik even niet zeker meer.
Suzanne
29 juli 2020 om 15:41
Quote
Dankjewel voor je antwoord Jan. De boot is vrij zwaar, dus de schroef komt niet dusdanig omhoog dat het heel veel effect zal hebben op de stuwing van schroef verwacht ik.
Jan van de Velde
29 juli 2020 om 15:49
Quote

Suzanne plaatste:

Sorry ik bedoel de trekkracht is 1350kg. Dus dan moet ik het dacht ik met 10 vermenigvuldigen,


yep

dus, als de afstand van 6 m tot die kademuur(?) niet zorgt voor wat meer dan de nominale stuwkracht (paaltrekproeven mogen niet te dicht bij een kademuur uitgevoerd worden) dan heeft er 14 kN trekkracht op die lijn gestaan. Niet beduidend meer.
Theo de Klerk
29 juli 2020 om 15:51
Quote
De situatie is iets complexer. Niet alleen wordt de sleper omhoog getild (net als een sneeuw-slee bij het schuin voorttrekken) maar het te slepen voorwerp zal aan de punt wat naar beneden getrokken worden. Hoeveel is zo moeilijk te zeggen: dat hangt van de lengte en vorm van het voorwerp (een boot neem ik aan) af en daaruit zijn rotatiepunt (voorkant naar beneden, achterkant omhoog). 
De uiteindelijke situatie zal zijn dat sleper en geslepene beide zoveel roteren (schuin getrokken worden) dat uiteindelijk een evenwichtsstand wordt bereikt. 
Voor de sleper betekent dit dat het krachtmoment omhoog (vertikale component aan achterkant x afstand achterkant tot draaipunt) gelijk is aan krachtmoment omlaag (gewicht van de boot in diens zwaartepunt x afstand zwaartepunt tot draaipunt). En ditto voor de geslepene.

Onderstaande tekening probeert dit te illustreren (geheel niet op schaal en de getrokken boot zal met zijn kiel niet boven water komen vermoed ik zo - maar dat heb je met "standaard" plaatjes uit een bibliotheek geleend)

Suzanne
29 juli 2020 om 16:13
Quote
@Jan dank voor de reactie. Ben gelijk weer een beetje natuurkundig opgefrist. Blijft toch leuk!

@Theo ook bedankt voor de reactie. In dit geval ging het om iets dat vastzat en was het dus in feite een paaltrekproef. We hebben er ervaring mee dat de getrokken boot aan de punt altijd iets naar beneden getrokken wordt, dat is gelijk de reden dat tijdens het slepen bagage en mensen niet op het voordek mogen, want als er een goed beladen binnenvaarder langskomt heb je een duikboot. We varen namelijk in lelievletten.

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

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

Roos heeft elf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)