Werkende krachten op een rollende bal van een berg

Roos stelde deze vraag op 03 maart 2021 om 21:23.

Voor mijn natuurkunde PO moet ik een model modelleren van een rollend voorwerp van een berg. Hiervoor heb ik een aantal krachten nodig die op het voorwerp werken die naar beneden rolt. Deze krachten vormen samen de nettokracht. Voor componenten van deze nettokracht heb ik de rolweerstand, luchtweerstand en voorwaartse kracht. Ik vroeg mij af, klopt dit of mis ik nog krachten? Voor de voorwaartse kracht heb ik als componenten hellingshoek en zwaartekracht. Voor de luchtweerstand heb ik de componenten luchtweerstandscoefficient, luchtdichtheid en oppervlakte. Voor de rolweerstand heb ik de rolweerstandscoefficient en normaalkracht als componenten. 

wat mis ik? Mijn model doet het namelijk niet

Reacties

Jan van de Velde op 03 maart 2021 om 21:28
Dag Roos,

Ik zie zo 123 geen ernstige manco's.
Maar dan nog kunnen er honderd fouten in je model zitten.

op basis van welke waarneming(en) trek je de conclusie dat je model "het niet doet"? 
wat niet doet? 

groet, Jan
Roos op 03 maart 2021 om 21:31
Beste Jan,

Het programma waarin ik modelleer geeft een foutmelding over mijn nettokracht. Mijn model ziet er als volgt uit: 

Jan van de Velde op 03 maart 2021 om 21:52
dag Roos,

ik raak altijd behoorlijk de weg kwijt in die spinnenwebben, jij zo te zien ook :)
maar ik zie wel wat dingen die mij vreemd voorkomen. Of die dan die foutmelding veroorzaken is punt twee... Geen idee.

Wat ik bijvoorbeeld in jouw web niet zie is hoe jij een luchtweerstand kunt berekenen zonder snelheid, of een normaalkracht op een helling zonder hellingshoek. Ik snap ook niet waarom jij een versnelling nodig hebt om een zwaarte-energie te berekenen. En zo lopen er wel meer missende of verkeerde draadjes door dit web, daar kan ik nog wel een half uur op gaan zitten staren. 

Wat modelleurs (en jij dus ook) moeten doen is voor één loop (dus voor één tijdstap, pak voor mijn part 0,5 s) en bijvoorbeeld bij een snelheid van 2 m/s, handmatig de snelheid aan het eind van die tijdstap berekenen. Dan kom je vanzelf tegen welke stappen jij zet en dus ook welke stappen je model zou moeten maken, en welke eenmalig, en welke voor elke tijdstap weer opnieuw.

Groet, Jan
Jan van de Velde op 03 maart 2021 om 22:30
Wel een flink manco in dit model (maar geen reden om een nettokracht-foutmelding te geven, die computer heeft geen idee van natuurkunde namelijk, het is maar een dom rekenapparaat) :

je bal schuift niet van die helling af, maar rolt. Wat ik dus nog mis is de kracht nodig om die bal aan het draaien te krijgen, rotatie, rotatie-energie...
Roos op 03 maart 2021 om 22:41

Dankuwel! Wij hebben de rotatie energie inderdaad totaal over het hoofd gezien. Deze heeft dan ook impact op de netto kracht neem ik aan? 

 

Jan van de Velde op 04 maart 2021 om 00:26
Hoezo dat? Heeft de massa invloed op de nettokracht? Nee toch? En het traagheidsmoment van je rollende bal is het rotatiebroertje van massa. Traagheidsmoment is voor draaiing wat massa is voor  rechtlijnige beweging: de factor die bepaalt welke versnelling een kracht tot gevolg heeft. 

de formules lijken ook als familie op elkaar
Ek = ½mv²   Erot = ½Iω² 
F = ma         M=Iα
enz.

maar dit is niet je grote probleem. Zorg nou eerst maar dat je model draait, zonder die rotatie. Die kun je dan daarna nog wel inbouwen. 

De beste manier om een model te bouwen is:
  1. zo eenvoudig mogelijk te beginnen, met verwaarlozing van zoveel mogelijk factoren. Dan weet je wat je model moet doen.
  2. Test... varieer ook wat gegevens.  Doet je model steeds wat het moet doen? 
  3. Bouw dan een factor erbij in. Je kunt voorspellen welke invloed dat moet hebben op de resultaten.
  4. Test ... varieer ook wat gegevens.  Doet je model wat het moet doen?
  5. Bouw dan een factor erbij in. Je kunt voorspellen welke invloed dat moet hebben op de resultaten.
  6. Test ... varieer ook wat gegevens. Doet je model wat het moet doen?
  7. 8. 9. enzovoort, totdat je alles erin hebt zitten.
Alles tegelijk in een model stoppen leidt tot modellen die gekke dingen doen door fouten waarvan niet meer te herleiden is waar ze zitten, wat tot eindeloze en vaak vruchteloze zoektochten leidt. Uuuuren verspild.

stap
voor
eenvoudige stap.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)