Praktijk groot verschil met theorie
John stelde deze vraag op 06 juni 2025 om 07:38.Hallo,
Zou iemand mij kunnen helpen bij het begrijpen van dit verschil in theorie en praktijk. Ik had graag de oorzaak van dit verschil gehad en hoe ik het beter zou kunnen benaderen.
Het idee is om door middel van traagheid, planten uit hun substraathouder te krijgen (zoals een plantentray). De planten zitten na een bepaalde tijd in de cup vast genesteld door uitzetting van het substraat en wortels en overige aspecten. Dit creëert een bepaalde vasthoudkracht welke overwonnen moet worden om de plant uit zijn cup te krijgen.
Met behulp van een veerunster is bij diversen planten getest geworden wat de vasthoudkracht van een plant kan bedragen. Hieruit is naar voren gekomen dat de maximale vasthoudkracht 25N bedraagt. Ook zijn alle planten gewogen geworden waaruit naar voren is gekomen dat de lichtste plant 55 gram weegt. Dit zou betekenen dat de substraat houder een vertraging van minimaal a=F/m dus a=25/0,055 geeft 455 m/s^2 zou moeten ondergaan om elke plant uit hun houder te “trekken” (so far so good, toch?)
Als ik het frame (wat aan de onderzijde open is voor de planten eruit te kunnen laten vallen) met daarin de omgedraaide substraat houders, laat vallen en opvang op 2 rubberen dempers met een dikte van 15 mm en een diameter van 40 mm die maximaal 2,25 mm comprimeren dan kan ik de benodigde snelheid bepalen met v = wortel van (2*a*s) invullen geeft: v = wortel van (2*455*0,00225) kom ik uit op een benodigde snelheid van 1,43 m/s vóór contact met de dempers (wat in mijn ogen sowieso al aan de lage kant is). Hiervoor zou ik een valhoogte van h= v^2 / 2*g = 1,43^2 / 2*9,81 =10,4 cm moeten aanhouden.
Maar wanneer ik hier het frame los laat komen op deze hoogte, komen de planten niet los. Bij een hoogte van 30 cm wel. Hoe kan dit? Ik vermoed dat het te maken heeft met de contacttijd maar hoe bepaal ik die vooraf? Volgens a= v/t zou de contacttijd slechts 4,4 ms bedragen, met mijn slowmo camera van 240 FPS (4,2 ms per frame) duurt het 1,5 frames dus 8,3 ms voordat het vallende object (de het frame met daarin substraathouder dus) tot stilstand komt. Met de contacttijd zou ik ook de benodigde valhoogte kunnen berekenen, als ik weet dat de contacttijd bijvoorbeeld maximaal 8,5 ms zou zijn dan zou de valhoogte te bepalen zijn met de v die uit de volgende formule zou komen F= (m*v)/t —> v = (F*t)/m waarbij F bepaald is met F= (m*g*h)/s waarbij s weer de maximale indrukking van de demper is, maar als ik dit uitreken kom ik er nu weer achter dat ik daarvoor de valhoogte nodig heb, welke ik juist wil bepalen.
Ik had graag jullie hulp gehad, ik wil kunnen bepalen welke valhoogte ik nodig heb en welke valhoogte ik nodig zou hebben wanneer ik een hogere massa zou laten vallen en wat het effect van een andere demper zou hebben voor de benodigde valhoogte.
Een rubberen demper gedraagt zich niet zoals een lineaire veer. Bovendien zal de diameter van de demper ook tijdelijk uitzetten en dus het contact oppervlak ook even toenemen bij impact, hoe kan ik dit het hierin meenemen? En speelt massa hier ook geen rol? Ik hoor het graag!
De massa van een volle tray is ongeveer 2 kg en het frame zelf weegt 13 kilo, dus 15 kg totaal.
Reacties
Dag John,
Je sommetjes kloppen maar je titel vat het probleem samen:
In theorie is er geen verschil tussen theorie en praktijk, maar in de praktijk is dat er wel.
Meestal komt dat trouwens omdat er stukjes theorie over het hoofd worden gezien. En dan heb ik het niet over de betrekkelijk eenvoudige dynamicawetten die je hier gebruikt, die aanpak is wel grotendeels** correct.
**Je merkt zelf al op dat de genoemde demper zich niet als een lineaire veer zal gedragen. Ik vraag me trouwens toch af waarom je hier demping wil, je zoekt eventjes, kort, een grote kracht, en dan is demping, althans voor het loskomen van dat wortelkluitje, contraproductief.
Maar ik denk dat, hoe je hier ook aan rekent, je nooit DE waarden gaat vinden. Nieuwe of gebruikte substraathouders, een wat droger of wat vochtiger kluitje, meer of minder wortels, een substraathouder die vijfhonderdste millimeter dunner is en dus iets meer meegeeft, breid de lijst met nog niet ingerekende (en niet of nauwelijks inrekenbare) factoren maar uit. En waar ik ook aan zit te denken, de interactie kluit-pot kan zomaar eens héél anders zijn bij lostrekken met een veerunster (wat je sowieso rustig en opbouwend gedaan zult moeten hebben) dan bij een klap tegen de rand van de pot. Bijvoorbeeld, ik kan me zomaar voorstellen dat wanneer je aan dat plantje trekt, dat je daarmee dat kluitje een tikje smaller maakt. Kan flinke effecten hebben.
Al met al lijk je met deze berekeningen druk bezig een probleem met bolvormige koeien op te lossen:
https://en.wikipedia.org/wiki/Spherical_cow
Als de praktijktest zegt: 30 cm, dan is het nú 30 cm. En wie weet bij de volgende partij 20 of 40.
Groet, Jan
