Springen naar inhoud

Berekening Remkracht Op Een Fiets



  • Log in om te kunnen reageren

#1

steindehaan

    steindehaan


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 april 2012 - 13:04

Volgens mij maak ik een grove fout in de volgende berekening waarbij ik moet uitrekenen hoeveel remkracht minimaal de remblokjes (v-brake) op een fiets op de fietsvelg moeten drukken om een fiets die 25km/uur gaat binnen 7 meter te laten stoppen.

Ik probeer de som te vereenvoudigen en werk (nog) niet met massatraagheid van het wiel omdat ik ervan uitging dat dit niet hoef voor de berekening. Echter ben ik er nu niet meer zo zeker van. Ik kan in ieder geval aan deze gegevens komen indien dit nodig is.

Huidige gegevens:

Totaalgewicht fiets+ gebruiker: 120kg
Snelheid fiets: 25km/h = 6,94m/s

Dit geeft de volgende Kinetische energie

Kinetische energie
Ekin=1/2mv2 Ekin= 0,5*120*6,942 = 2889 J

2889 wordt voor het gemak afgerond naar 3000J

1J per meter = 1 Newton
3000J per meter = 3000Newton

Fiets moet stoppen binnen 7meter als twee remmen gebruikt worden. 7meter (staat gelijk aan 2,5x de omwenteling van het wiel).

Totaal te stoppen energie. 3000Newton
Maximale remweg 7 meter
Aantal remmen = 2 (voor en achter)
Te stoppen energie per rem= 1500Newton

Remkracht per meter 1500/7 = 215N

Klopt het dat er per rem met een kracht van 215N gedrukt moet worden op de fietsvelg om de fiets binnen 7 meter te stoppen. Ik twijfel doordat de kracht waarmee de rem op de wielvelg druk loodrecht is en niet tegengesteld tegen de potentiele energie van de fiets.

Wie kan me helpen, volgens mij maak ik een paar (domme) fouten. Alvast bedankt,

-Stein-

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 april 2012 - 13:11

De wrijvingscoëfficiënt van remblokjes op de velg is niet gegeven.
Zonder die informatie is dit vraagstuk niet op te lossen.

#3

steindehaan

    steindehaan


  • 0 - 25 berichten
  • 2 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 april 2012 - 13:37

De wrijvingscoëfficiënt van remblokjes op de velg is niet gegeven.
Zonder die informatie is dit vraagstuk niet op te lossen.


Bij aanname heb ik gekozen voor de wrijvingscoëfficiënt tussen rubber en metaal. Welliswaar niet exact maar voor deze berekening wel voldoende. De coëfficiënt zal dan zijn statisch 1,35 en dynamisch 1,42.

Een nog te nader toe te lichten bijkomst. Mijn eerder gegeven antwoord van 215 Newton zal zijn per remsysteem dit houdt dan in dan er per remklauw 107,5Newton nodig is ofwel straks de helft van de uitkomst. klopt dit ook?

#4

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 april 2012 - 14:26

Als ik deze oefening maak met als dynamisch wrijvingscoëfficiënt gelijk aan 1,42 dan kom ik uit dat de remkracht per rem systeem gelijk is aan 145,32 N (uitgerekend met E=2889 J)

want : Frem= delta( E ) /(7m * 1,42 * 2) (De 1/2 komt van het feit dat je 2 remmen op je fiets hebt.) en delta (E )=2889 J

Dit is gewoon gebruik maken van behoud van energie in met niet-conservatieve krachten.

#5

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 april 2012 - 16:51

Dit vraagstuk is niet op te lossen via de weg van energieberekening. Daarvoor moet je nl. weten hoeveel energie de remmen omzetten in warmte, en dat is niet gegeven.
Je moet met de bewegingsvergelijking werken, dus afgelegde weg als functie van de versnelling/vertraging.
Dan kan je uitrekenen hoe groot de vertraging moet zijn, en hoe groot de vertragingskracht moet zijn.
Die verdeel je vervolgens over 4 remblokken, en via de wrijvingscoëfficiënt bepaal je hoe sterk de remblokken tegen de velgen moeten drukken.

#6

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 april 2012 - 19:49

Ik ben niet helemaal akkoord met wat klazon zegt. Natuurlijk kun je via de bewegingsvergelijking alles mooi uitwerken, dat is juist!

Maar ik denk niet dat het nodig is om nog eens al de warmte uit te rekenen die door de remmen geproduceerd wordt. (Doordat er inderdaad te weinig gegevens gegeven zijn)

Dus laat ons de warmte die door de remmen geproduceerd wordt verwaarlozen.

Dan kun je wel via behoud van energie het vraagstuk oplossen. (Want we weten de begin- en eindtoestand)
Ik moet wel zeggen dat ik in mijn oplossing het vraagstuk berekent heb voor slechts 2 remblokjes. Voor 4 remblokjes moet je het resultaat nog maar eens delen door 2.

Veranderd door byte, 02 april 2012 - 19:57


#7

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 april 2012 - 19:57

Maar ik denk niet dat het nodig is om nog eens al de warmte uit te rekenen die door de remmen geproduceerd wordt. (Doordat er inderdaad te weinig gegevens gegeven zijn)

Dus laat ons de warmte die door de remmen geproduceerd wordt verwaarlozen.

Hoe kan je dat nou verwaarlozen? Alle bewegingsenergie is na het remmen in warmte omgezet.
Dus als je het toch via de energiebeschouwing wilt oplossen, dan ben ik wel benieuwd naar je uitwerking.

#8

byte

    byte


  • >100 berichten
  • 111 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 april 2012 - 20:13

hmmm misschien was ik niet zou correct in mij taalgebruik.

Laat me het eens neerpennen met de methode die ik voor dit vraagstuk zou gebruiken.

LaTeX

waarbij dan LaTeX staat voor ALLE energie die dan in warmte zou omgezet worden.

de wrijvingskracht Fwr valt samen met dl dus het scalair product is gelijk aan het product van de modulussen van de wrijvingskracht en de afgelegde weg dl.

Als we nu de integraal uitrekeken dan is deze gelijk aan Fwr maal 7 m (want 7 m is de totaal afgelegde weg, dit is de totale afstand die de remblok tegen de velg heeft geduwd. 2,5 keer de omtrek van het wiel)

en LaTeX want in de begin toestand is de kinetische energie gelijk aan 2889 J maar in de eind toestand is deze gelijk aan 0 J want de fietser staat stil.

Al de warmte die omgezet werd zit in de term Fwr maal dl.

en met LaTeX waarbij Fn de kracht is die de remblok tegen de volg duwt. Kunnen we het vraagstuk helemaal oplossen.

Veranderd door byte, 02 april 2012 - 20:14


#9

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 april 2012 - 20:44

@byte, ik begin te geloven dat je gelijk hebt, maar moet er nog even over denken.
Het frankske is nog niet helemaal gevallen.

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 april 2012 - 17:00

byte heeft gelijk. Er moet volgens W=F·s geremd worden met ruim 400 N over een afstand van 7 m. De bewegingsenergie wordt hierbij geheel in warmte omgezet.

Wat ik wel een vreemde zaak vind is dat literatuur van steindehaan wrijvingscoëfficiënten vindt die statisch kleiner zijn dan dynamisch. Ik vermoed hier een lees/typefout.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 april 2012 - 17:57

Ik ben inmiddels ook om. De benadering van byte is juist.
Ik was voor mezelf op een denkdwaalspoor terechtgekomen, maar nu is de frank gevallen.






Also tagged with one or more of these keywords: natuurkunde

0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures