middelpuntzoekende kracht in een looping

Renske stelde deze vraag op 16 juni 2025 om 08:22.

Ik snap niet goed waarom de Fstoel omlaag staat als deze volgens de antwoorden de resulterende kracht van de zwaartekracht en de middelpuntzoekendekracht zou moeten vormen?

Reacties

Theo de Klerk op 16 juni 2025 om 08:37

Om rond te draaien is een middelpuntzoekende kracht nodig. Voor een cirkelbaan is die constant.

De kracht wordt geleverd door de resultante van "echte" krachten. Dat zijn hier alleen de zwaartekracht en de normaalkracht waarmee de stoel(zitting) op de persoon duwt. De som ervan moet de mpz leveren.

Onderaan en bovenaan werkt de zwaartekracht naar beneden. De normaalkracht echter onderaan naar boven en bovenaan naar beneden. Onderaan werken de krachten elkaar tegen, bovenaan werken ze samen. Dus is de normaalkracht boven is minder dan beneden.  Dat komt doordat boven de stoelzitting minder (of net geen) kracht hoeft te leveren om je in de stoel te houden omdat de zwaartekracht je laat vallen en je al uit de stoel wil trekken. (Zou je te langzaam draaien dan "wint" de zwaartekracht en val je uit de stoel naar de grond omdat de normaalkracht nul zou zijn - je "weegt" niks in de stoel).

De resultante van Fz en Fstoel is precies de Fmpz om in dat tempo in die cirkelbaan rond te draaien.

Jan van de Velde op 16 juni 2025 om 09:36

Dag Renske,

Je hebt gelijk, die krachtenschets hierboven klopt niet.

De linkse klopt: Fstoel moet daar de zwaartekracht compenseren èn de middelpuntzoekende kracht leveren

Maar in het rechtse geval is de zwaartekracht al groter dan de benodigde middelpuntzoekende kracht. De stoel zou dus een kracht naar boven moeten uitoefenen om de loopingfanaat niet uit zijn stoel te laten vallen. 


Groet, Jan

Jaap op 16 juni 2025 om 09:45

Dag Renske,
In de uitwerking staat:
'De stoelkracht die in het bovenste punt van de beweging op Jo werkt, is de resulterende kracht van de zwaartekracht en de middelpuntzoekende kracht.'
Dit is onjuist. Het moet zijn:
'De stoelkracht die in het bovenste punt van de beweging op Jo werkt, en de zwaartekracht leveren samen de resulterende kracht.'

In figuur 7.10b moet de blauwe pijl van Fzw even lang zijn als in figuur 7.10a.
In figuur 7.10b moet de blauwe pijl van Fmpz even lang zijn als in figuur 7.10a, en langer dan de pijl van Fzw.
Compliment voor jou en een strafpunt voor de auteur van de uitwerking.
Groet, Jaap

Jaap op 16 juni 2025 om 10:27

Verwant: de opgave 'Looping' uit het centraal examen vwo 2021, tijdvak 2
https://nvon.nl/examen/examen-2021-2-vwo-natuurkunde
Groet, Jaap

Renske op 17 juni 2025 om 12:42

erg bedankt voor de reacties, ik denk dat ik het nu snap: 

normaal gesproken zo de stoelkracht (normaalkracht) dus ook omlaag staan boven in de looping, alleen de Fmpz staat verkeerd in de schets en zou dus langer moeten zijn, omdat deze de resultante vormt van de stoelkracht en zwaartekracht. 

Ik heb overings nog een vraag; vormt de Fmpz altijd de resulterende kracht in een cirkelbeweging? 

Jan van de Velde op 17 juni 2025 om 12:54

Renske

vormt de Fmpz altijd de resulterende kracht in een cirkelbeweging? 

dat is iets te strak gesteld (zoals wel vaker bij gebruik van woorden als "altijd"of "nooit" e.d. ) 

Resulterende kracht: De vectoriële optelsom van alle op een object werkende krachten. Bepaalt in welke richting en met welke grootte een voorwerp versnelt. 

Kijken we naar een eenparige cirkelbeweging dan is er alleen een versnelling naar het midden van de cirkel. Dan is het antwoord op jouw vraag : "ja". 

Maar dat object kan ook nog eens van baansnelheid veranderen, m.a.w. een versnellingscomponent langs de cirkelbaan hebben. Dan is de resulterende kracht niet naar het midden gericht, maar is Fmpz slechts één van de componenten van de resulterende kracht.

(afbeelding aangepast van https://en.wikipedia.org/wiki/Circular_motion )


Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)