[natuurkunde] Arbeid en energie

Daan2507

Beste,

Voor het vak mechanica hebben wij een taak gekregen ivm de Wet van Behoud van Energie.

Het probleem is dat wij enkel onze cursus krijgen en geen uitleg in de les door tijdsgebrek. Ik krijg dit vraagstuk niet opgelost en de met de examens in aantocht is dit wel belangrijk.

Is er iemand die mij met het volgende vraagstuk kan helpen? Het moet worden opgelost met de wet van behoud van energie (Ek0 + Ep0 + Wtoegevoerd = Ek1 + Ep1 + Wgeleverd)

Vraag:

Een lichaam met een massa van 2 kg valt vanaf een hoogte van 2 meter op een drukveer. De veer heeft een veerconstante van 1000 N/m. De lengte van de veer in rust (l0) is 50 cm.

Bereken de maximale indrukking van de veer.

(Wij moeten nog geen rekening houden met afmetingen van lichaam en luchtweerstand)

Als ik het oplos schrap ik in de wet Ek0, Wtoegevoerd en Ek1: In het begin en einde zijn v = 0 en de arbeid geleverd door de veer is W geleverd.

Dan invullen en delta berekenen met F = k x deltal.

Als ik uit Epot1 dan h1 uihaal ( = l1), dan bekom ik 1,99 m. Wat volgens mij niet kan kloppen.

Ik hoop dat iemand mij een goede uitleg kan bezorgen.

Alvast bedankt,

Daan

Jan van de Velde

de natuurkunde is relatief simpel, eerst heb je alleen potentiële (hoogte-)energie, op het eind (als je de hoogte bij maximale indrukking op nul stelt) alleen veerenergie.

dus mgh = ½ku² (u is de gebruikelijke afkorting voor wat jij delta L noemt)

met h = 2(meter)+u (want ook door die indrukking gaat hoogte verloren)

Dat zou een indrukking van ergens tussen de 20 en 40 cm moeten opleveren.

Daan2507

Jan van de Velde schreef: ↑zo 02 jun 2013, 17:11
de natuurkunde is relatief simpel, eerst heb je alleen potentiële (hoogte-)energie, op het eind (als je de hoogte bij maximale indrukking op nul stelt) alleen veerenergie.

dus mgh = ½ku² (u is de gebruikelijke afkorting voor wat jij delta L noemt)

met h = 2(meter)+u (want ook door die indrukking gaat hoogte verloren)

Dat zou een indrukking van ergens tussen de 20 en 40 cm moeten opleveren.

Het probleem is dat die 2 m ook van de grond is gemeten en dat de veer op de grobd staat

Wij moeten juist berekenen of de veer helemaal wordt ingedrukt.

We mogen hier niet van uitgaan en dus dat de potentiele energie nul is is niet

Jan van de Velde

och dan vul je op de plaats waar ik 2 m invulde 1,5 m in (dwz de hoogte vanaf de grond minus de lengte van de veer)

Wordt die indrukking een paar centimeter minder.

Daan2507

Jan van de Velde schreef: ↑zo 02 jun 2013, 19:17
och dan vul je op de plaats waar ik 2 m invulde 1,5 m in (dwz de hoogte vanaf de grond minus de lengte van de veer)

Wordt die indrukking een paar centimeter minder.

Oke, bedankt!!!

Jan van de Velde

Dus, hoeveel wordt de veer nu ingedrukt?

Daan2507

Jan van de Velde schreef: ↑zo 02 jun 2013, 20:48
Dus, hoeveel wordt de veer nu ingedrukt?

Sorry voor late antwoord, heb na jouw tip vraag beantwoord en niet meer op site gezeten. Heb het laatste dagen megadruk.

Ik kwam uit:

u = 0,26m.

Ik heb met Ep₀ = Ep₁ + W_gel uitgerekend door h₁ = l₁ te stellen en dan die l₁ vervangen door l_o-u

Dan was alles behalve u gegeven en dan gewoon uitgewerkt tot een 2^e graadvergelijking.

Deze opgelost kwam ik een negatief getal uit en 0,26 m.

Kan dit volgens jou?

Ik heb het ook nog eens op een andere manier gedaan door in de formule voor de arbeid van de veer u te vervangen door l₀-l₁Hier dan ook met een 2^e graadvergelijking l₁ uit berekend en dan kwam ik een te grote (> 0,50m) uitkomst uit en nog eens 0,26. Dus ik ben redelijk zeker van mijn oplossing.

Jan van de Velde

die 26 cm klopt (afgerond) wel. Voldoende om de correctheid van je aanpak te bevestigen. Inderdaad opgelost dus.

Jan van de Velde

Daan2507 schreef: ↑zo 02 jun 2013, 19:16
Wij moeten juist berekenen of de veer helemaal wordt ingedrukt.

We mogen hier niet van uitgaan en dus dat de potentiele energie nul is is niet

Wat je "nul" noemt in energiesituaties waar je toestanden vergelijkt mag je zelf weten. Een handige hoogte 0 voor een val naar de aarde is het aardoppervlak. Toch is dat 6 375 km boven het punt waar een voorwerp op aarde geen potentiële (zwaarte-)energie meer heeft, d.w.z. het massamiddelpunt van de aarde.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Arbeid en energie

Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie

Re: Arbeid en energie