Krachten ontbinden

Jinthe stelde deze vraag op 27 november 2021 om 15:41.

Hoi,

Hoe moet ik de kracht in punt C ontbinden, zò, dat ik de wrijvingskracht heb? Ik weet niet hoe ik dit moet ontbinden...



Jinthe 

Reacties

Jan van de Velde op 27 november 2021 om 16:29
Dag Jinthe

teken in C de raaklijn aan de baan (=bewegingsrichting) en bepaal de component van de zwaartekracht over die raaklijn (inderdaad door ontbinden) . Dat doe je zoals je dat ook zou doen voor een skiër op een helling:


Dié component wil de cabine nog versnellen. 
Maar er wordt gezegd dat de snelheid in C maximaal is. Lees: daarvoor versnellend, daarna vertragend, in C is de snelheid dus (heel) eventjes constant. Snelheid constant = nettokracht 0 , dus weet je dat er in C ook een kracht moet zijn tegengesteld aan die eerder genoemde component, et voilà: je wrijvingskracht.

Groet, Jan
Jinthe op 04 december 2021 om 12:41
  • Maar in de opgave zegt men dat er ook een Fmpz werkt... Moet ik deze dan met de zwaartekracht ontbinden? er is namelijk geen uitwerking gegeven. Jinthe
Jinthe op 04 december 2021 om 12:44
m.a.w...
mag ik de resultante nemen van de Fmpz in het punt C en van de zwaartekracht? Ik snap hem niet

Jinthe
Jan van de Velde op 04 december 2021 om 13:23
Dag Jinthe,

die middelpuntzoekende kracht staat loodrecht op de bewegingsrichting en verandert dus niets aan de snelheid.

Ontbind Fz dus in een component langs de raaklijn (Fz//) , en eentje er loodrecht op (en dat wil dus zeggen over de straal vanuit het middelpunt).



De component langs de raaklijn Fz// zorgt voor een versnelling in de enig mogelijke bewegingsrichting, dwz langs de baan. Aangezien gegeven is dat er in punt C niets versnelt (de snelheid is daar eventjes maximaal en dus eventjes constant) concluderen we dat de nettokracht eventjes 0 moet zijn, en dus dat de wrijvingskracht eventjes precies even groot moet zijn als (maar in richting tegengesteld aan) die component van Fz//

Groet, Jan
Theo de Klerk op 04 december 2021 om 13:43
Misschien helpt bijgaand plaatje. De middelpuntzoekende kracht is niet zelf een kracht. De mechanica stelt alleen dat om iets in een cirkelbaan te laten draaien er een middelpuntzoekende kracht moet zijn. Wat of wie die kracht levert is niet belangrijk. In jouw geval is het de normaalkracht van de glijbaan. Die duwt jou omhoog zodat je niet door de glijbaan heen zakt. Hoe hard duwt die? Even hard maar tegengesteld aan de component van de zwaartekracht (eigenlijk: gewicht) loodrecht op de bodem van de glijbaan.  Daarom glij je door een bocht. Als die kracht er niet was had je een gat in de glijbaan gemaakt.

Jaap op 13 april 2022 om 22:33
Dag Jinthe,
Je vraag 'Hoe moet ik de kracht in punt C ontbinden, zò, dat ik de wrijvingskracht heb?' is beantwoord door Jan. Hieronder probeer ik een en ander te verduidelijken.

a. Over punt C merkt Jan op dat de nettokracht 'in de enig mogelijke bewegingsrichting, dwz langs de baan' nul is. Dat is juist wat betreft de component van de nettokracht langs de baan. Zodoende is de component van de versnelling langs de baan nul in punt C.
Tussen punt B en D verandert de richting van de snelheid voortdurend. In (of zo je wilt vlakbij) punt C is wel de grootte, maar niet de richting van de snelheid constant. Overal tussen B en D is er sprake van een versnelde beweging.

b. Om de bewegingsrichting tussen B en D te laten veranderen, is de door jou genoemde middelpuntzoekende kracht Fmpz=m·v²/r nodig. Aangezien de snelheid maximaal is in C, is hier ook Fmpz maximaal.
Over Fmpz is hier eerder gesteld dat het de normaalkracht Fn van de glijbaan is en dat deze even groot is als 'de component van de zwaartekracht (eigenlijk: gewicht) loodrecht op de bodem van de glijbaan'.
Echter, de middelpuntzoekende kracht Fmpz=Fn–Fz,⊥ is de resultante van:
• de normaalkracht Fn van de baan op de cabine, in de richting van M en
• de component Fz,⊥ van Fz loodrecht op de baan, van M af gericht.
Om de cabine door de bocht te laten gaan, is Fn in punt C ruim 7 maal zo groot als Fz,⊥. De onderstaande figuur is gemaakt met nadere gegevens uit de opgave 'Vrije val' van het centraal examen vwo 1994, tijdvak 2:
• na een vrije val vanuit rust in punt A bereikt de cabine punt B met 15,2 m/s
• van B tot C neemt de snelheid nog toe met 1,8 m/s


c. Het is mogelijk de beweging te simuleren in overeenstemming met de gegevens uit de opgave. In punt C is de component van de nettokracht langs de baan nul, is de component loodrecht op de baan maximaal en is de (resulterende) versnelling ook maximaal. Punt C ligt bij de top van de blauwe en rode krommen.



Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft elf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)