constante versnelling
milou stelde deze vraag op 21 augustus 2021 om 16:57. Hoii,
Ik vraag me af wat een constante versnelling inhoudt en is de de nettokracht dan ook constant als de versnelling constant is? Hoe zit dit precies? Kan iemand dit uitleggen:)
Mvg, Milou:)
Reacties
Theo de Klerk
op
21 augustus 2021 om 17:19
constante versnelling = een versnelling met vaste waarde.
versnelling = verandering van snelheid per tijdseenheid
Een constante versnelling (bijv. 4 (m/s)/s betekent dat de snelheid elke seconde met 4 m/s toeneemt. Vanuit stilstand wordt dat dan:
tijd snelheid
0 s 0 m/s
1 s 4 m/s
2 s 8 m/s
3 s 12 m/s
enz.
Aangezien kracht gedefinieerd is als massa x versnelling (F = ma) zal een object met vaste versnelling die versnelling hebben doordat een kracht dat object voortduwt.
Als versnelling a constant is (en de massa van het object ook) dan is ma ook een product met constante waarde. En F = ma is dan ook constant:
Twee vuistregels uit de natuurkunde:
Bij veel vraagstukken zul je ergens kunnen concluderen dat de netto kracht 0 N is (bijv. een auto die met vaste snelheid rijdt) zodat de kracht die de motor levert precies wordt tegengewerkt door de luchtwrijving en/of tegenwind bij het rijden. Als je de laatste kent, weet je ook hoe groot de kracht is die de motor levert. Of andersom.
versnelling = verandering van snelheid per tijdseenheid
Een constante versnelling (bijv. 4 (m/s)/s betekent dat de snelheid elke seconde met 4 m/s toeneemt. Vanuit stilstand wordt dat dan:
tijd snelheid
0 s 0 m/s
1 s 4 m/s
2 s 8 m/s
3 s 12 m/s
enz.
Aangezien kracht gedefinieerd is als massa x versnelling (F = ma) zal een object met vaste versnelling die versnelling hebben doordat een kracht dat object voortduwt.
Als versnelling a constant is (en de massa van het object ook) dan is ma ook een product met constante waarde. En F = ma is dan ook constant:
Twee vuistregels uit de natuurkunde:
- Geen versnelling (a = 0 m/s2) dan ook geen kracht (F = ma = 0 N) en dus geen snelheidsverandering (v = constant of 0 m/s)
- Wel versnelling: (a ≠ 0 m/s2) dan is er altijd een kracht ( F = ma) en de snelheid verandert (neemt toe (versnelt) als a > 0 m/s2 of neemt af (remt) a < 0 m/s2 )
Bij veel vraagstukken zul je ergens kunnen concluderen dat de netto kracht 0 N is (bijv. een auto die met vaste snelheid rijdt) zodat de kracht die de motor levert precies wordt tegengewerkt door de luchtwrijving en/of tegenwind bij het rijden. Als je de laatste kent, weet je ook hoe groot de kracht is die de motor levert. Of andersom.
milou
op
21 augustus 2021 om 18:50
Bij de stelling; "Bij een constante versnelling is de nettokracht constant", staat niet of luchtwrijving een rol speelt. Maar als je snelheid toeneemt maar de luchtwrijving niet sterker wordt dan is de nettokracht toch niet constant, maar alleen als beide krachten even groot zijn?
Theo de Klerk
op
21 augustus 2021 om 19:07
Luchtwrijving is EEN kracht. Er kunnen er veel meer zijn. Maar opgeteld levert dat met andere krachten op zo'n object een resulterende kracht op. Als die kracht constant is (geen van de krachten verandert stiekum van grootte) dan is de versnelling (a = F/m omdat F = ma) ook constant.
Als de snelheid (van een auto) toeneemt, dan neemt de luchtwrijving ook toe (als je kijkt naar formules voor luchtwrijving dan zul je zien dat die toenemen met het kwadraat van de snelheid van een voorwerp).
Als een auto dus met een kracht naar voren rijdt, dan neemt de snelheid toe (versnelt).
Daarmee neemt ook de luchtwrijving toe (van 0 N bij stilstand naar steeds grotere waarden als snelheid v toeneemt en de wrijvingskracht met factor v2 toeneemt). Steeds meer zal de kracht naar voren van de automotor worden tegengewerkt door de steeds groter wordende luchtwrijving.
Tot ze op een gegeven moment gelijk zijn geworden: dan is de netto kracht 0 N en stopt de versnelling en rijdt de auto met vaste snelheid verder.
Daarom gaan auto's ook nooit harder dan een bepaalde snelheid. En proberen ontwerpers het model zo aan te passen dat de luchtwrijving zo lang mogelijk kleiner blijft dan de motorkracht. Maar uiteindelijk heffen wrijvingskracht en motorkracht elkaars werking op.
Daarom kun je in een omgeving zonder lucht (zoals in de ruimte) wel eindeloos versnellen omdat er geen tegenwerkende lucht is. Nou ja, "eindeloos": eenmaal rond de halve lichtsnelheid beginnen relativistische effecten merkbaar te worden.
Als de snelheid (van een auto) toeneemt, dan neemt de luchtwrijving ook toe (als je kijkt naar formules voor luchtwrijving dan zul je zien dat die toenemen met het kwadraat van de snelheid van een voorwerp).
Als een auto dus met een kracht naar voren rijdt, dan neemt de snelheid toe (versnelt).
Daarmee neemt ook de luchtwrijving toe (van 0 N bij stilstand naar steeds grotere waarden als snelheid v toeneemt en de wrijvingskracht met factor v2 toeneemt). Steeds meer zal de kracht naar voren van de automotor worden tegengewerkt door de steeds groter wordende luchtwrijving.
Tot ze op een gegeven moment gelijk zijn geworden: dan is de netto kracht 0 N en stopt de versnelling en rijdt de auto met vaste snelheid verder.
Daarom gaan auto's ook nooit harder dan een bepaalde snelheid. En proberen ontwerpers het model zo aan te passen dat de luchtwrijving zo lang mogelijk kleiner blijft dan de motorkracht. Maar uiteindelijk heffen wrijvingskracht en motorkracht elkaars werking op.
Daarom kun je in een omgeving zonder lucht (zoals in de ruimte) wel eindeloos versnellen omdat er geen tegenwerkende lucht is. Nou ja, "eindeloos": eenmaal rond de halve lichtsnelheid beginnen relativistische effecten merkbaar te worden.
