Eenvoudig vraagje over arbeid

Yamayamauchiman

Hey, ik zit met een probleem dat ik niet kan oplossen.

Een arbeider met een massa van 75Kg draagt een massa van 50Kg twee verdiepingen omhoog van elk 3,50m hoog. Wat is dan de geleverde arbeid.

Het antwoord zou 8580J moeten zijn. Hoe bekom ik dit antwoord?

JWvdVeer

De arbeider draag zijn eigen lichaam en de massa:

\(75kg + 50kg = 125kg\)

.

Nu hebben we een formule:

\(mgh = 125 \cdot 9.81 \cdot (2 \cdot 3,50) = 8,58 \cdot 10^3 Joule\)

. Uiteraard afgezien van wrijvingskrachten en andere vormen van energieverlies.

Yamayamauchiman

Ok, bedankt! Ik was kennelijk vergeten dat potentiële gravitatie-energie de arbeid is die de zwaartekracht uitoefent op een systeem.

Nog een ander probleem dat ik ben tegengekomen is het volgende:

Een voorwerp beweegt met versnelling 0,75m/s² voor een rit van 40s op een rechte weg. De massis is 1200kg. Wat is dan de arbeid die op de auto wordt geleverd?

EDIT: Ik weet dat F=massa maal versnelling, dus ik nam aan dat de kracht die op de auto inwerkte gelijk was aan 1200x0,75 = 900N

Als ik dit weer vermenigvuldig met de massa kom ik 10,8x10^5 uit. Het juiste antwoord is 5,4 x 10^5. De helft dus. Wat doe ik hier fout?

JWvdVeer

Je laatste probleemstelling kun je op een aantal manieren oplossen:

\(v = at\)

en

\(\frac{1}{2}mv^2\)

. Hieruit volgt:

\(\frac{1}{2}m(at)^2 = \frac{1}{2} \cdot 1200 \cdot (0,75 \cdot 40)^2 = 5,4 \cdot 10^5 Joule\)

.

Of

\(W = Fs\)

,

\(F = ma\)

en

\(s(t) = \frac{1}{2}at^2\)

. Hieruit volgt:

\(W = \frac{1}{2}ma^2t^2 = \frac{1}{2} \cdot 1200 \cdot 0,75^2 \cdot 40^2 = 5,4 \cdot 10^5 Joule\)

.

Yamayamauchiman

Aha! Opnieuw bedankt. Nu kan ik verdergaan met het instuderen van vermogen. Als ik onderweg nog problemen tegenkom post ik ze wel.

Yamayamauchiman

Ik heb opnieuw een uitkomst die niet overeenkomt met het opgegeven antwoord.

Er is een trein met een massa van 250ton = 250000kg die een snelheidd van 108km/h of 30m/s ondergaat. De versnelling a is 0,250m/s² en door weerstand,wrijving... gaat 10% van de energie verloren. Wat is de arbeid en het vermogen?

Ik bereken dus eerst W=

\(\frac{1}{2}mv^2\)

= (250x10³x30²)/2 = 112500000 met rendement 90%

=101250000

Het juiste antwoord moet ongeveer 126000000 zijn. Waar maakte ik de fout?

Het vermogen kan ik makkelijk berekenen uit a=v/t en P=W/t

JWvdVeer

Ik geloof niet dat de vraagstelling zo is. Het is namelijk zo dat als je versnelling 0,250 m/s/s is, dat je dan steeds meer vermogen nodig hebt om de trein harder te laten rijden.

Of gaat het gewoon om het puntmoment wat je op dat moment hebt?

Yamayamauchiman

Ik zal de vraagstelling volledig overtypen, zodat je zeker kan zijn.

Een trein met een massa van 250 ton krijgt onder contante trekkracht van de locomotief een snelheid van 108km/h. De versnelling is 0,250m/s². Door de weerstand, wrijving... gaat 10,0% van de geleverde energie verloren. Bereken de arbeid en het vermogen door de locomotief geleverd.

Ik nam dus aan dat het om het puntmoment gaat.

Extra vraagje: Als je van de Noordpool tot de evenaar loopt, wat is dan je verandering in potentiële energie? Neem aan dat die afstand ongeveer 10^7 meter is (en indien nodig weeg je 75kg)

bessie

Je hebt alles goed gedaan tot aan het moment dat je de verliezen verrekende. Jouw 100 MJ is lager dan de uiteindelijke kinetische energie van de trein, dus je hebt vermenigvuldigd met 0,9. Maar de geleverde energie moet natuurlijk hoger zijn dan de uiteindelijk aanwezige energie.

Voor het geleverde vermogen van de locomotief geldt, dat deze voortdurend verandert. Maar het gaat natuurlijk om het maximaal geleverde vermogen, en het is aan jou om te bepalen of dat aan het eind of aan het begin van het optrekken wordt geleverd, en welke formule je daarvoor gebruikt...

Extra antwoordje: dan moet je wat meer gegevens hebben, want je moet de aardstraal bij de pool en bij de evenaar weten

Yamayamauchiman

Aardstraal: Re = 6 378,137 km (equatoriaal)

Aardstraal: Rp = 6 356,752 km (polair)

Moet ik bij de vraag over vermogen dan 10% van mijn uitkomst erbij rekenen (komt 124MJ uit)?

bessie

Nee dat mag niet, dat kun je ook zien aan het antwoord (want dat klopt nog niet). Je moet zeggen dat de kinetische energie die je hebt berekend, 90% is van de totaal geleverde energie. Dat is niet hetzelfde als domweg 10% erbij!

Andere vraag moet je nu kunnen beantwoorden, toch? Andere straal betekent andere afstand tot het ´aardse middelpunt´, ofwel de hoogte is veranderd.

Yamayamauchiman

bessie schreef:Nee dat mag niet, dat kun je ook zien aan het antwoord (want dat klopt nog niet). Je moet zeggen dat de kinetische energie die je hebt berekend, 90% is van de totaal geleverde energie. Dat is niet hetzelfde als domweg 10% erbij!

Andere vraag moet je nu kunnen beantwoorden, toch? Andere straal betekent andere afstand tot het ´aardse middelpunt´, ofwel de hoogte is veranderd.

Oh ja, nu begrijp ik beide vragen, Thx!!

Jan van de Velde

Verzoek aan Yamayamauchiman om liever een nieuwe topic te openen als het niet om een duidelijke vervolgvraag gaat. Laat aub ook iets meer van je eigen uitwerkingen zien, dan kan er hier en daar gerichter geholpen worden zonder dat er een huiswerkmachinegevoel hoeft te ontstaan.

Deze gaat op slot, voordat deze topic een erger allegaartje wordt dan het al is.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Eenvoudig vraagje over arbeid

Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid

Re: Eenvoudig vraagje over arbeid