Hefbomen schaarbeweging

Olaf stelde deze vraag op 12 december 2020 om 11:25.

Voor een opdracht op school (bijlage) moet ik berekenen welk moment een servomotor minimaal moet leveren om een met lucht gevulde ballon onder water te duwen.

De ballon heeft een volume van 1 liter dus een opwaartse kracht van 10N
De staven zijn allemaal dezelfde lengte en aan elkaar bevestigd met weestandloze assen.

Welke berekening zou ik moeten maken om een moment in deze situatie om te rekenen naar kracht naar beneden

Reacties

Theo de Klerk op 12 december 2020 om 11:31
Ik begrijp niet wat je vraagt. Hoe zit die ballon onderaan die schaar vast? Die kan denk ik alleen maar "knippen" en breder of smaller worden. Hoe zit daar een moment van een servomotor aan? Hoe speelt die motor een rol in dit spel?
Olaf op 12 december 2020 om 11:39
Hoi Theo, Sorry mijn uitleg is niet erg duidelijk. Aan de bovenkant van het systeem zit een servomotor. wanneer deze een bepaalde hoek draait wordt de totale arm lang/korter (het ligt eraan welke kant je de motor in draait), Dit werkt hetzelfe als een hoogwerker.

Ik was vergeten te zeggen dat de ballon (gevuld met een liter lucht) naar beneden in een bak water gedrukt wordt. Dit zorgt voor een opwaartse kracht van ongeveer 10 N.
Theo de Klerk op 12 december 2020 om 11:52
Er is in dit geval weinig voordeel van een hefboom. De kracht waarmee aan de uiteinden geduwd wordt, wordt (met de as precies in het midden) aan het andere uiteinde even hard doorgegeven.
De constructie is dus vooral voor verlengen of verkorten van de afstand - net als bij de hoogwerker.
Dat houdt in dat als je met zo'n "schaar" een ballon met 10 N onder water moet houden, de servo motor 10 N kracht moet leveren. En blijven leveren tenzij je de "schaar" kunt vastzetten waarna die 10 N opwaartse kracht door het geheel van bevestigingen moet worden tegengewerkt.
Hoe die servo motor 10 N levert (waarschijnlijk door een as met schroefdraad te draaien waardoor de poten van de schaar dichterbij komen of verder uiteen gaan) hangt dan sterk af van de draaias en spoed van de schroefdraad.
Jan van de Velde op 12 december 2020 om 12:12
dag Olaf,

Ik denk dat ik je opzet begrijp
een schaar zit klem tussen twee altijd horizontaal blijvende oppervlakken:



Het benodigde moment voor die servomotor gaat echter heel erg afhangen van de stand van de schaar op enig ogenblik, zie je dat in? 

Groet, Jan
Olaf op 12 december 2020 om 12:40

Hoi Jan,

Wat u getekend heeft is exact de opzet die wij willen maken voor een project.
We hebben alleen nog geen afmetingen van de staven. 

Ik begrijp wat u bedoeld met: 'Het benodigde moment voor die servomotor gaat echter heel erg afhangen van de stand van de schaar op enig ogenblik'. maar ik weet alleen niet of het moment het grootst is wanneer de arm is 'ingeklapt' of 'uitgeklapt'.

Heeft u een idee welke berekening(zonder gegeven over de lengte en stand van de staven) gemaakt kan worden om dit te berekenen?

Groet,
Olaf

Jan van de Velde op 12 december 2020 om 13:01
dag Olaf,

Natuurkunde is de kunst van problemen opknippen in eenvoudiger deelproblemen. 
Begin dus eens met het doordenken van een eenvoudiger constructie (negeer stabiliteitsproblemen) 

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)