[natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingscoëfficiënt

_pele_

Een blok met massa 5kg bevindt zich op een hoogte van 6m. Het blokje glijdt langs een glijbaan naar beneden en glijdt wrijvingsloos verder. Daarna schuift het over een ruw horizontaal oppervlak met lengte 6m, waarna het uiteindelijk tegen een veer ( met veerconstante 1000 N/m) aanbotst. Het drukt de veer samen over een afstand van 30cm vooraleer in tegengestelde richting te versnellen wanneer de veer zich ontspant. Wat is de wrijvingscoëfficiënt van het ruwe oppervlak?

E_pot = m*g*h = 5*9.81*6 = 294.3 J

op het einde van de glijbaan, en dus het begin van het horizontaal stuk is alle potentiële energie omgezet in kinetische energie, dus geldt:

1/2 * m * v² = m * g *h

v = (2 * g*h)^1/2

v= ( 2* 9.81 *6) ^1/2 = 10.85 m/s

Deze 10.85 is dus de beginsnelheid voor het horizontale stuk ( of dus v₀ in de formule hieronder)

Dan zou ik via onderstaande formule de 'versnelling' berekenen

v² - v₀² = 2* a * Δx

Om dan via volgende formule de wrijvingscoëfficiënt te berekenen:

F_w = m* a => a = F_w / m

a = f*F_n / m

= f * - m *g /m

= - f*g => f = - a/g

Maar ik zie niet direct hoe ik de versnelling kan bereken...

Alvast bedankt!

Jan van de Velde

Waarom zou je een versnelling gaan berekenen? Je weet met welke snelheid en dus met welke kinetische energie het blok de helling af kwam. Bij de maximale indrukking is de resterende bewegingsenergie geheel omgezet in veerenenergie. Zo weet je hoeveel energie je onderweg "kwijtraakte", dus ook hoeveel arbeid de wrijving leverde.

_pele_

Waarom zou je een versnelling gaan berekenen? Je weet met welke snelheid en dus met welke kinetische energie het blok de helling af kwam. Bij de maximale indrukking is de resterende bewegingsenergie geheel omgezet in veerenenergie. Zo weet je hoeveel energie je onderweg "kwijtraakte", dus ook hoeveel arbeid de wrijving leverde.

E_pot = (1/2) * k * x²

= (1/2) * 1000 * 0.3²

= 45

Dus het verlies aan energie is : 294.3 - 45 = 249.3

en dus bedraagt de wrijvingscoëfficiënt : 249.3/ 294.3 = 0.847

Ik had er zelf nog nooit aan gedacht om de wrijvingscoëfficiënt zo te berekenen, dus weer wat bijgeleerd vandaag

Bedankt!

Jan van de Velde

Ik had er zelf nog nooit aan gedacht om de wrijvingscoëfficiënt zo te berekenen,

Ik ook niet....

zomaar twee willekeurige energieën op elkaar delen om een wrijvingscoëfficiënt te berekenen, dat is helemaal nieuw voor me......

Zeg, je hebt zojuist de arbeid van de wrijvingskracht berekend (die 45 J), zou je dat nou niet eens omrekenen naar een wrijvingskracht, en dan vergelijken met de normaalkracht om zo aan je wrijvingscoëfficiënt te komen?

_pele_

Jan van de Velde schreef:Ik ook niet....

zomaar twee willekeurige energieën op elkaar delen om een wrijvingscoëfficiënt te berekenen, dat is helemaal nieuw voor me......

Zeg, je hebt zojuist de arbeid van de wrijvingskracht berekend (die 45 J), zou je dat nou niet eens omrekenen naar een wrijvingskracht, en dan vergelijken met de normaalkracht om zo aan je wrijvingscoëfficiënt te komen?

Die 0.847 komt overeen met de oplossing in de cursus, daarom dat ik meteen dacht dat het juist was...

Als ik het via

W = F * r dus W/r = F => F = 45/6 = 7.5

F_w = f * N = f * - m * g => f = F / -m*g = 7.5/ (-5*9.81) = 0.1529

deze 0.1529 was ik voordien ook al eens uitgekomen ( via gebruik te maken van de snelheid vh voorwerp op het ogenblik dat deze de veer raakt en dan hieruit de versnelling en zo de wrijvingscoëfficiënt berekenen) maar deze leek mij relatief klein in vergelijking met hoeveel energie er verloren gaat op dat vlak...

Jan van de Velde

Die 0.847 komt overeen met de oplossing in de cursus,

dan is er iets mis met het antwoordenlijstje van de cursus, want die 0,15 is een véél beter antwoord. Persoonlijk zou ik nog 6,3 meter pakken als afgelegde weg, want die 30 cm onder de veer veronderstel ik niet als wrijvingsloos, en dan kom ik net iets onder de 0,15 uit.

Een of andere antwoordboekjesschrijver met een vreemd idee van wrijvingscoëfficienten? Of heeft die net als jij in eerste instantie gewoon twee energieën op elkaar gedeeld? Wel héél érg toevallig allemaal, maar geheel fout.

Laat het blok van dubbele hoogte naar beneden glijden: bewegingsenergie verdubbelt, maar wrijvingsarbeid blijft die 45 J (of op zijn best een paar joule meer omdat de veer verder wordt ingedrukt en het blok dus verder schuift)

543,6/588,6

0,847. Neeje, da riekt nie goe.....

valt me nog iets héél toevalligs op: 0,847 + 0,153 = 1 .......

Over toeval gesproken.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingscoëfficiënt

[natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingsco

Re: [natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingsco

Re: [natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingsco

Re: [natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingsco

Re: [natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingsco

Re: [natuurkunde] kracht op een veer & wrijvingsco