[natuurkunde] gewicht vs versnelling

Pyton

Hallo,

Misschien is dit een makkelijke vraag maar ik ben helemaal verdwaald.

Je hebt een gewicht van 0.1Kg. Deze plaats je op een veer met C=981/N. Het Gewicht kan op en neer bewegen maar niet verder dan de maximale lengte van de veer = 5cm.

Stel voor, je geeft die veer een klap van onder. Als reactie van die klap zal het gewicht door de veer heen zakken. Maar hoe kan je de hiervoor benodigde versnelling bereken.

Om de veer helemaal in te laten druken heb je F=C*u = 49N nodig.( van boven gezien omdat onderkant van de veer gefixeerd is)

Ik wil deze veer met gewicht erop, op een voorwerp monteren (vooras van een auto) waarvan het gewicht 75kg. Deze vooras kan een versnelling uitoefenen van 20m/s. (als deze over een hobbel rijdt met alleen de vericale demping van de band)

Ik dacht: F=m*a = gewicht vooras * versnelling hiervan = 1650N

Om de veer helemaal in te drukken heb je 49N nodig. Bij 1650N is de veer helemaal ingedrukt dus, Maar is dat ook zo?

Misschien moet ik voor deze berekening de versnelling van de vooras en het gewicht van 0,1kg meenemen dus F=20*0,1=2,2N. De veer zou dus 2,24mm inveren van zijn 5cm veerweg.

Kan iemand mij aub helpen?

Pyton

Bij deze een schets van de situatie. zie bijlage

Vooras reageert met de versnelling van 20m/s^2 op de veer. Op de tekening lijkt het alsof dit nog moet gebeuren. Sorry

Puntje

Dit is misschien wiskundig aan te pakken.

Voor de trilling geldt:

\(u = A \cdot \sin({2\pi\cdot ft})\)

Voor f (frequentie) geldt:

\(f = \frac{1}{T} = \frac{1}{2\pi\sqrt{\frac{m}{C}}} = \frac{1}{2\pi\sqrt{\frac{0,1}{981}}} = 15,8 Hz\)

De amplitude is 5 cm. Voor de trillingsformule kun je dus schrijven:

\(u = 5\sin({2\cdot15,8\cdot\pi\cdott})\)

De snelheid is dan

\(\frac{du}{dt}\)

en de versnelling die je zoekt is

\(\frac{d^2u}{dt^2}\)

Edit: de formule voor de frequentie pakt hij niet zie ik. (je was wat accolades vergeten, inmidels gerepareerd, JvdV) Maar dat is de wortel van m gedeeld door C vermenigvuldigd met 2pi.

Edit2: Ik heb je hele verhaal verkeerd begrepen zie ik net.

Maar misschien kun je er toch nog wat mee.

Pyton

Hmmm...ik had nooit gedacht dat dit probleem zo moeilijk was. Als ik jullie andere onderwerpen hiermee vergelijk dan stelt deze vraag niks voor zou ik zeggen. Kennelijk niet dus..

Jan van de Velde

Misschien moet ik voor deze berekening de versnelling van de vooras en het gewicht van 0,1kg meenemen dus F=20*0,1=2,2N. De veer zou dus 2,24mm inveren van zijn 5cm veerweg.

afgezien van een rekenfoutje (20 x 0,1 = 2,0 N) is dat de oplossing.

Op nog één dingetje na, en dat wordt een lastige berekening waar ik geen gat in zie: Die 2 mm invering is een evenwichtssituatie, dus geldig vanaf het ogenblik dat as en blokje gelijke snelheden aanhouden. Omdat in het begin de versnelling van het blokje lager zal zijn dan die van de as, moet het blokje darna gaan "inhalen". Daarvoor is een grotere kracht nodig, en dus zal de veer in eerste instantie verder inveren. Daarna ontstaat dan vanzelf een oscillatie rondom die 2 mm. Maar een amplitude van meer dan een millimeter verwacht ik niet.

Pyton

Yes. Kijk, dat klinkt logisch. Met andere woorden, ik moet de veerconstanten verkleinen of het gewicht vergroten want ik zit niet eens in de buurt

Dank u wel!!!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] gewicht vs versnelling

[natuurkunde] gewicht vs versnelling

Re: [natuurkunde] gewicht vs versnelling

Re: [natuurkunde] gewicht vs versnelling

Re: [natuurkunde] gewicht vs versnelling

Re: [natuurkunde] gewicht vs versnelling

Re: [natuurkunde] gewicht vs versnelling