[natuurkunde] Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Jasperse

Beste forumleden,

Ik ben momenteel bezig met een project waarbij berekend moet worden hoeveel arbeid er nodig is om een voorwerp te verplaatsen.

ik kom er alleen niet helemaal uit dus vandaar mijn post.

Het gaat er om dat er een bak met stalen wielen met een gewicht van 1000kg op stalen buizen staat. de vraag is nu hoeveel arbeid moet er geleverd worden om de bak 2 meter te verplaatsen.

nu heb ik de rolweerstand berekend:

Fr=ur * m * g

ur= staal op staal = 0.74

Fr= 0.74 * 10.000 * 9.81

Fr= 72.594 N

Dan is er de formule

W=F * S om de arbeid uit te rekenen

ik begrijp alleen niet hoe ik deze nu moet invullen

ook is mijn vraag als er op die rail meer dan een bak komt te staan en je wilt deze beide voortduwen wordt de arbeid dan gewoon 2 keer zo hoog of werkt dat anders?

ik hoor graag van u,

groet jasper

shimmy

Waarom vul je in: m=10.000?

Waarom vul je de gevonden kracht nu niet in in de formule W=FS?

Je hebt alle waarden toch, of wil je meer zaken aan F toevoegen, zoals interne wrijving of luchtweerstand?

Anton_v_U

Laten we eens goed naar de formules kijken. Die dingen moet je eerst begrijpen en daarna invullen.

1. Kijk naar de formule van de rolweerstand. Wat betekent m.g? Zie je nu dat de kracht die nodig is om het ding te rollen bijna net zo groot (74%) is als de kracht om het ding op te tillen? Geloof je dat? Wat klopt er dus niet in jouw berekening (afgezien van die factor 10)

2. Kijk naar de formule W = F.s (kleine letter s). Stel eerst vast dat je deze formule mag toepassen (wat is de voorwaarde?) Vertaal daarna de formule in gewone mensentaal. Gebruik in je vertaling de volledige naam van de grootheden die worden afgekort in de symbolen W, F en s. Als je dat kunt, dan kun je hem ook correct invullen.

Jan van de Velde

Opmerking moderator

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.

Als het niet uit een oefenboekje komt zou het er desalniettemin prima in passen.

Jasperse

Fr = ur * m * g

Fr= Rolweerstand (N)

ur= wrijvingscoëfficiënt

m= voertuigmassa (kg)

het voorwerp weegt 1000kg

Fr= 7259,4 N

W = F * s

Arbeid = W

F= kracht

s= Afgelegde afstand

Staal op staal

μ_{s= 0.74}

μ_{d= 0,57}

Jan van de Velde

Jasperse schreef: ↑ma 02 sep 2013, 08:54
Staal op staal

μ_{s= 0.74}

μ_{d= 0,57}

dat zijn de SCHUIFwrijvingscoëfficiënten voor staal op staal, respectievelijk statisch en dynamisch (lees: "plakkend" of slippend). Gelukkig is de ROLweerstandscoëfficiënt vele malen kleiner, anders hadden we nog wel andere locomotief"jes" nodig voor onze treinen. Het is wél dankzij die verrassend hoge schuifwrijvingscoëfficiënten dat een trein kan optrekken en remmen met stalen wielen op stalen rails.

Als je tabellenboek die niet vermeldt, google dan met coefficients of rolling friction

Jasperse

0.0003 tot 0.0004

dat is inderdaad vele malen lager.

Fr = ur * m * g

Fr= 2.943 N

W = F*s

is dit dan gewoon 2,943 * 2000mm

W = 5886 J

Ik loop nu namelijk stage bij een bedrijf en wil kijken wat er dus nodig is om een bak te verplaatsten. hierna wil ik kijken hoeveel arbeid er nodig is om de gehele rij bakken te verplaatsen. en dan wil ik kijken of het mogelijk is als een bak op een transportbandje licht van rubber om de gehele rij op te schuiven of dat deze dan gaat slippen op de band.

kloppen de stappen hoe ik dit wil berekenen wel?

Jasperse

ow ik zie dat de lengte van verplaatsing in meter moet dus wordt het

W= 5,886 Nm

Anton_v_U

3N voor een bak van 1000 kg is misschien weer aan de lage kant. Dat zou betekenen dat een kleine hond een lichte wagon met daarop een middenklasse auto in beweging zou kunnen krijgen en houden. Bedenk dat een kracht van 3N gelijk is aan de zwaartekracht op een object van ongeveer 300 g, dat krijg jij dus met je pink in beweging.

Als je kijkt naar de tabellen, dan is dit ook een absolute ondergrens. Je kunt met deze gegevens hooguit zeggen dat de kracht een ordegrootte van 10N zal moeten zijn (en ook dat lijkt me al weinig). Gewoon proberen is denk ik het beste: veerunster en trekken maar. Misschien is de kracht om het ding in beweging te brengen wel groter dan de kracht om het in beweging te houden.

Stappen kloppen wel. De kracht (en de arbeid) mag je alleen niet met zoveel cijfers achter de komma geven want het blijft een grove schatting. Maar je kunt het beter even proberen dan zomaar aan te nemen dat de praktijk van jouw specifieke situatie zo goed te voorspellen Is. Zomaar een paar vragen die van (grote) invloed kunnen zijn:

Welke soort staal wordt gebruikt voor de rails en welke voor de wielen?
Zijn de rails vlak; zijn de wielen glad en rond?
Hoe groot is het contactoppervlak?
Zijn de rails echt helemaal precies waterpas?

Jan van de Velde

Anton_v_U schreef: ↑ma 02 sep 2013, 14:48
Misschien is de kracht om het ding in beweging te brengen wel groter dan de kracht om het in beweging te houden.

Hangt af van met welke versnelling je dat wil doen, F=m·a. Maar de kracht nodig om een trein aan het rollen te houden is inderdaad heel klein (afgezien van luchtweerstand bij hogere snelheden natuurlijk). Als dat karretje op vlakke rails met wandelsnelheid vooruit moet zou een pinkje heel wat kunnen doen.

Anton_v_U

Ik bedoel niet de versnelling, wel dat de wrijvingskracht een beetje minder wordt. Als ik mijn brillenkoker over mijn bureau schuif, lukt het niet om het ding in het begin geleidelijk te laten versnellen, het gaat met rukjes vooruit als het ware. Kennelijk neemt de wrijvingskracht ineens af als het eenmaal beweegt.

Jan van de Velde

Anton_v_U schreef: ↑ma 02 sep 2013, 19:38
Kennelijk neemt de wrijvingskracht ineens af als het eenmaal beweegt.

dat klopt, dat is de overgang van statische naar dynamische wrijving. Die laatste is in alle gevallen lager.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen

Re: Arbeid om een voorwerp te verplaatsen