arbeid op een helling

Laure stelde deze vraag op 10 oktober 2021 om 15:04.

Hoii 
ik heb een oefening voor fysica van arbeid. Ik wil namelijk weten of dat de normaal kracht en de zwaartekracht positief of negatief zijn. De foto van de situatie heb ik er in gezet. (Ps we hebben nog niet geleerd om de krachten te ontbinden)



Kan iemand aub snel mogelijk antwoorden? Al vast bedankt!

Reacties

Theo de Klerk op 10 oktober 2021 om 15:49
Vreemd dat men over arbeid praat (waarbij de richting van krachten van belang is en dus ook de componenten ervan in een bepaalde richting) en dat je dan nog niet kunt ontbinden. De meeste lesmethoden hebben dat dan allang gedaan!

Arbeid = kracht x verplaatsing in de richting van de kracht
of
Arbeid = krachtscomponent langs de weg  x verplaatsing langs die weg
of
W = F•s = F s cos φ  als φ de hoek is tussen kracht en weg.

Wat positief of negatief is, bepaal je zelf door het assenstelsel dat je kiest. Veelal is "naar boven" positief, net als "naar rechts" - conform de wiskunde x,y assenstelsels. Maar je mag ook (als dat handiger rekent) de richting naar beneden positief nemen zodat valbewegingen positief zijn.
En soms kies je voor een rechthoekig stelsel dat "schuin" staat, d.w.z. de x-as is niet horizontaal maar bijv. langs de helling gericht. 

De normaalkracht staat loodrecht op het oppervlak waarop een kracht wordt uitgeoefend. Op een plat vlak wijst die dan naar boven. Maar op een schuine helling wijst die schuin naar boven, loodrecht op de helling. Of, als je het assenstelsel met x-as langs de helling kiest, wijst het recht omhoog, langs de schuin staande y-as.

De zwaartekracht wijst recht naar beneden. In het schuingetekende assenstelsel heeft het dan een positieve x-component (langs de helling naar rechts beneden) en negatieve y-component (loodrecht op de helling naar linksonder). 

Of een kracht positief of negatief is kun je alleen maar zeggen als die langs de gekozen x-as of y-as gericht is. Anders is het altijd een beetje van het een (x-as)  en een beetje van het ander (y-as)


En als we het dan over arbeid hebben:
De component van de zwaartekracht langs de helling is naar rechts (+), de beweging is naar links (-)
De arbeid die de zwaartekracht verricht is dan ook negatief  (positieve kracht x negatieve richting beweging).
De component loodrecht op de helling staat ook loodrecht op de bewegingsrichting en dus is de arbeid die het verricht nul joule (want F loodrecht op beweging, dus geen component in de bewegingsrichting).
Laure op 10 oktober 2021 om 16:27
Dus moet de normaal kracht 0N zijn? 
Jan van de Velde op 10 oktober 2021 om 16:32
dag Laure,

nee: dat kan ook niet, want dan zou je blok dwars door het hellingoppervlak zakken. De zwaartekracht trekt er nog steeds aan naar beneden, en zonder normaalkracht is er niets dat dàt tegenhoudt. 

De invloed van de normaalkracht op de kracht waarmee jij moet trekken is wèl 0, want de normaalkracht staat loodrecht op jouw trekrichting. Dat is dan even veronderstellend dat er tussen blok en helling geen wrijving optreedt, want die hangt wel af van die normaalkracht. Een theoretische situatie.

Groet, Jan
Laure op 10 oktober 2021 om 16:43

dag Jan 

kan het het zijn dat de zwaartekracht negatief is en de normaal kracht positief? 

mvg 
laure 

Theo de Klerk op 10 oktober 2021 om 17:02
Heb je mijn antwoord wel gelezen en begrepen?  De componenten van beide krachten loodrecht omhoog of naar beneden kun je als + (omhoog) en - (naar onderen) opvatten, maar dat geldt alleen voor de delen/componenten van die kracht langs de vertikale as.
Op een schuine helling hebben die krachten ook delen langs de horizontale as.
Jan van de Velde op 10 oktober 2021 om 17:26
Dag Laure,

Het is gruwelijk onhandig om dit soort oefeningen aan te vangen vóórdat je hebt geleerd krachten die niet op één lijn staan samen te stellen tot één nettokracht, of andersom, een bekende kracht te ontbinden in twee componenten langs gegeven werklijnen (bijv de bewegingsrichting en loodrecht daarop, of naar verticale en horizontale, of naar .....)

Eigenlijk kan dit niet: we gaan je ook niet leren worteltrekken voordat je kunt optellen, beetje zinloze exercitie. Ergens zit er dus iets mis in je leerlijn: heb je een docent die meent dat je dit vorig jaar hebt geleerd, maar dat dat (door corona, lerarentekort of wat ook) nog niet is langsgekomen? 

Trek maar eens gauw aan de juiste bel op school, want dit is zonde van je moeite.

Ik zoek in de tussentijd op mijn computer een uitlegfilmpje samenstellen van krachten, op niveau 4 vmbo-TL . En een pakje oefeningen op datzelfde niveau. Dat steek ik straks wel in wat bijlagen. En laat je arbeid op een helling maar even zitten totdat je dit (en zijn omgekeerde broertje ontbinden van krachten) beheerst . 

groet, Jan
Jan van de Velde op 10 oktober 2021 om 17:34
uitleg krachten samenstellen (grafisch) 4vmbo-TL+
Laure op 10 oktober 2021 om 17:34
Beste Jan 
danku wel.
u hebt me zeer hard geholpen!
Jan van de Velde op 10 oktober 2021 om 17:36
oefeningen krachten samenstellen (grafisch) 4vmbo-TL+
met uitwerkingen

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)