dag Anna,

 We zijn dus geen digitaal uitwerkingenboekje.

Begin eens met te vertellen wat je hiervan zelf al kunt, en waarop je onderweg vastloopt. Dan helpen wij je over die drempel heen.

Enneh, welk niveau/leerjaar zit jij?

Groet, Jan

bij de vgem bijvoorbeeld:
vgem = 0,75 : delta t
maar hoe weet k de verandering in t?

Ik wil geen antwoorden, ik wil de aanpak weten. 
Ik heb op 17 mei een natuurkunde examen en vond deze vraag op een site dus vandaar, haha

Er schijnt impliciet te worden aangenomen dat het een eenparige versnelling is.
Wat is dan de formule voor de afgelegde weg (hier 75 cm) met de tijd?
Wat was de beginsnelheid?
Blijf je met 2 variabelen zitten: versnelling a en tijd t
Maar er is nog een ander gegeven: eindsnelheid. Te bereiken in dezelfde tijd t.
Wat is de formule voor de snelheidstoename bij eenparig versnelde beweging met versnelling a?
Druk t uit in a.
Vul dat in in de eerste formule die zowel a als t bevatte en alleen a blijft als onbekende over.
Die kun je dan berekenen.  De rest gaat dan hopelijk ook

Een andere, simpeler, benadering is via snelheid: aannemend dat de versnelling constant is, neemt de snelheid toe van 0 naar 600 m/s. Wat is dan de gemiddelde snelheid in de loop van het geweer? Hoe lang deed de kogel er dan over om uit die loop te komen? 
Als je dat weet, weet je de versnelling ook (a = Δv/Δt).
En F= ma. Als eerste gevraagd, als laatste opgelost.

delta s= v x delta t

0,75 = 600 x delta t

delta t = 1,25 keer 10^-3
klopt dit?

Δs = v Δt
Klopt. Maar wat is  s(t) = ...

klopt het dat de versnelling dan 4,8 x 10^5 is. want a = v/t, of moet ik 4,8 delen door 2?

Geen idee - ik zit dat allemaal niet na te rekenen. Waar komen die v en t waarden ineens vandaan? Laat eens zien wat je doet. Delen door 4,8 of 2? Waarom dat nu weer?

detla s= v x delta t

0,75 = 600 x delta t

delta t = 1,25 x 10^-3 

 

a = dv/ dt

a = 600 / 1,25 x 10^-3 = 480000  = 4,8 x 10^5  m s/^-2

0,75 = 600 x delta t
600 m/s is de eindsnelheid. Niet de gemiddelde snelheid dus 600 t is niet 0,75 m

Als  v = at en a constant, dan neemt v lineair toe en kun je als gemiddelde (600+0)/2=300 m/s nemen.
Dan is de looptijd  s/v = 0,75/300 s

dag Anna,

dit is een puzzeltje 
dus dan zet je netjes op een rijtje wat je weet:

m= 40 g (= 0,040 kg) 
s= 0,75 m
v_eind = 600 m/s
v_begin = 0 m/s
F= ??
v_gem= ??
t = ??

met m, s en v kun je geen F uitrekenen.
Dan komt de tegeltjeswijsheid:


Pak er een formuleblad bij als denkhulpje en zoek eens uit wat je wèl kunt uitrekenen met die gegevens, of dat nou direct nuttig lijkt of niet. Net als het pulken aan een knoop. Je trekt wel eens voor niks ergens aan, maar draadje voor draadje komt het los.

Bijvoorbeeld, met een m en een v denk ik dan aan Ek = ½mv².

Of met een begin- en eindsnelheid, kun je daar iets mee? 

Op den duur krijg je zo een dotje extra gegevens.
Verder bladerend door mijn formuleblad zie ik ook nog allerlei zaken met een s,
zoals W= Fs 
hee, als ik dat nou eens combineer met mijn eerder gevonden Ek ?  

Dan nog een paar rukjes, en heel de knoop is los.

Groet, Jan
toppertje

Dag Anna,
Om vraag 1 te beantwoorden, kun je wel eerst de versnelling a berekenen.
Maar die hebben we verder niet nodig.
Een eenvoudiger aanpak is met de relatie tussen arbeid en energie, W_totaal=ΔE_k.
ΔE_k=½·m·v_eind²=½·0,040·600²=7200 J
W_totaal=ΔE_k → F·s=F·0,75=7200 → F=7200/0,75=9600 N=9,6 kN
Groet, Jaap

> W_totaal = ΔE_kin

Wel een aantekening hierbij: dit is alleen waar als alle toegevoegde energie W in kinetische energie wordt omgezet. Als ook nog wrijving moet worden overwonnen, er warmte ontwikkeling is of andere "energiesnoepers" dan is de geleverde energie W de bron voor al die soorten en is alleen wat overblijft beschikbaar voor snelheidsverandering en kinetische energie.

Sommige methoden suggereren onterecht dat altijd de hele energietoename (door arbeid) W in kinetische energie wordt omgezet.

Dag Theo,

Ter informatie: de relatie tussen arbeid en energie, W_totaal=ΔE_k, geldt niet alleen als de totale arbeid W_totaal die op een star lichaam wordt verricht, louter in kinetische energie wordt omgezet. Deze relatie uit de natuurkunde van voor 1900 geldt ook als bij voorbeeld door een wrijvingskracht warmte wordt ontwikkeld, als de zwaarte-energie van een massa verandert of een spiraalveer wordt ingedrukt. Het gaat hierbij om de totale arbeid, dat wil zeggen de arbeid die alle op het voorwerp werkende krachten samen verrichten, over de hele afstand. Met 'energie' wordt louter de kinetische energie bedoeld.

Een voorbeeld om aan te geven hoe het bedoeld is. Een blok van 6 kg schuift met een beginsnelheid van 3 m/s omhoog langs een helling.
Met een constante spierkracht van 44,6 N duw je tegen het blok over een afstand van 30 m. Je spierkracht is evenwijdig aan de helling, omhoog.
De zwaartekracht op het blok is 60 N met g=10 m/s². Langs de helling beweegt het blok 7 m verticaal omhoog.
Onderweg werkt een schuifwrijvingskracht F_w=29 N van de helling op het blok. Op het blok werken geen andere krachten die arbeid verrichten.
Aan het eind van de 30 m is de snelheid 5 m/s.
De totale arbeid is W_totaal=W_spier+W_z+W_w=44,6·30–60·7–29·30=48 J.
De kinetische energie neemt toe met ½·6·5²–½·6·3²=48 J.
Aan W_totaal=ΔE_k is voldaan.

Deze relatie wordt bewezen in diverse mechanicaboeken en maakt deel uit van de leerstof voor het centraal examen havo en vwo. De syllabus vermeldt W_tot=ΔE_k voor de havo en ΣW=ΔE_k voor het vwo.

Er lijkt soms een misverstand te bestaan over de relatie tussen arbeid en energie.
Zie bij voorbeeld https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/80411
waar de relatie 'gezwam' wordt genoemd en wordt gesteld 'Dat is alleen correct als er geen hoogteverandering is en geen wrijving'.

We kunnen dit voorbeeld natuurlijk ook behandelen met de wet van behoud van energie.

Groet, Jaap

>Met 'energie' wordt louter de kinetische energie bedoeld

Wat er bedoeld wordt interesseert me niet zo. Alle arbeid of alle energie die aan een voorwerp wordt toegekend kan in allerlei vormen van energie worden opgeslagen  - deels of alles in beweging of kinetische energie. W_totaal = ΔE_kin is in zijn algemeenheid dus niet waar. Wat men ook bedoelen mag.