Verticaal omhooggooien bal

Benthe stelde deze vraag op 09 maart 2021 om 19:28.

Ik ben voor mijn studie bezig met het ontwerpen van een apparaat dat een balletje verticaal omhoog schiet. Ik heb de volgende gegevens:
g = 9.81m/s^2
m = 0,120kg
h(max) = 0,3m

Ik wil berekenen hoeveel kracht er nodig is om het balletje tot die 0,3m hoogte te krijgen. Ik ben alleen al tijden niet meer met natuurkunde bezig geweest en heb even geen idee meer welke vergelijkingen ik moet gebruiken om de som op te lossen.
 

Reacties

Theo de Klerk op 09 maart 2021 om 20:11
Wat is de toename van de zwaarte-energie bij verhoging met 0,3 meter?   ΔE = mgΔh = 0,3 mg
Die moet geleverd worden door een voldoende hoge beginsnelheid,dus kinetische energie: 1/2 mvb2 
Daarmee is dan vb te berekenen.
De kracht daarvoor is F = m.a = mΔv/Δt.  De Δv = vb - ve =  vb - 0 = vb 
Blijft de vraag hoeveel tijd je neemt om die snelheidsverandering te geven. Een slag kan 0,1 s duren of 0,01 s enz. Hoe korter de tijd hoe groter de kracht.  Er is dus niet een vaste waarde te geven.
In omgekeerde gevallen probeer je de tijd zo lang mogelijk te maken en de kracht zo klein mogelijk: kreukelzones, helmen, vangrail - allemaal constructies om de stoptijd zo lang mogelijk te maken.
Benthe op 10 maart 2021 om 08:56
Hi Theo,

Bedankt voor de snelle reactie! Ik kwam er in eerdere pogingen het te berekenen ook al achter dat ik inderdaad een Δt als variabele had, maar ik ging er daarom meteen vanuit dat ik iets fout aan het doen was. Hoeveel kracht er nodig is is dus afhankelijk van de tijd dat het balletje door het afvuurmechanisme geraakt wordt?
Theo de Klerk op 10 maart 2021 om 10:10
ja.vergelijk het met een auto die een eindsnelheid moet krijgen: je kunt dat rustig doen door in 4 seconden met de motor op te trekken of snel door een motor die hetzelfde doet in 1/2 seconde. Die moet dan veel krachtiger zijn.

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)