Springen naar inhoud

Massa omrekenen naar resterende versnelling



  • Log in om te kunnen reageren

#1

tiespamboer

    tiespamboer


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 maart 2014 - 11:23

Oke poging 2, de eerste keer crashte de browser.

Gewaardeerde forumleden,

Voor een onderzoek loop ik tegen een probleem. Ik hoop dat jullie mij hierbij zouden kunnen helpen.

Situatiebeschrijving
Voor een bepaalde materiaalkeuze is het van belang dat het materiaal energie absorbeert. De maximale resterende versnelling na impact is in een norm vastgelegd en bedraagt 150g (=150*9,81=1471.5 m/s2) gedurende 4 ms.

Dit wordt getest middels een testopstelling van 3 m hoog en een massa (lees: projectiel) van 3 kg. Het projectiel ondervindt een vrije val, waarbij luchtwrijving wordt verwaarloosd. Vanwege praktische redenen heb ik dit evenredig verschaald naar buis van 1m lang en een projectiel van 1 kg. Deze kan vrij vallen in de buis. Onderaan de buis heb ik een weegschaal geplaatst om de massa bij impact te meten.

Het probleem
De gedachtengang was dat ik met deze weegschaal en daarop een bepaald absorptiemateriaal de massa bij impact te meten. Ik wil echter weten wat de versnelling bij impact is om deze te kunnen extrapoleren met de afmetingen en massa van de proefopstelling. Ik meet 5x de massa bij impact en bepaal hier het gemiddelde van. De vraag is echter hoe ik de massa kan omrekenen naar de versnelling op dat moment.

Mijn gedachtengang
Aanname dat alle zwaarteenergie wordt omgezet in kinetische energie, dus Ez=Ek. En geldt;

m•g•h=½•m•v2

De massa mag aan beide zijden worden weggestreept.

g•h=½•v2

De valversnelling is bekend, de hoogte ook, dus de snelheid is te berekenen. Snelheid is positief, dus de -√ vervalt;

v=√(g•h/½)

Maar hoe nu verder? Ik mis ergens nog een 's'. En wat doe ik dan met die massa die weegschaal aangeeft? Mijn gevoel zeg ik dat iets met massa en versnelling moet doen, maar wat dan?

F=m•a?


Hopelijk kunnen en willen jullie mij helpen. Alvast bedankt!

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

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44820 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 maart 2014 - 17:50

Ik mis ergens nog een 's'.

als je daarmee ook werkelijk de s van afstand(afgelegde weg) bedoelt, dan is dat in dit vallende geval niets anders dan de hoogte tussen startpunt en meetpunt, de h uit de formule veind=√(2gh).
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

#3

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 14 maart 2014 - 22:35

Ik begrijp de situatiebeschrijving en het probleem niet. Als je praat over versnelling, geef dan aan wat er versnelt. Resterende versnelling van wat? Wat is die impact? Van wat op wat en waardoor, waar bestaat die uit? Waarom wordt een test verschaald? Hoe kun je 3 kg verschalen naar een buis van 3 meter? Hoe meet je massa bij impact? Het was toch 1 kg of was het nou 3 kg?

#4

tiespamboer

    tiespamboer


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 maart 2014 - 10:37

@Jan van de Velde; Mijn excuses voor de onvolledigheid. Ik bedoelde de eenheid s behorende bij de tijd, om op m/s2 uit te komen.

@Anton_v_U; Bij het testen van helmen wordt er een bepaalde massa (3kg) op een bepaalde afstand (3m) losgelaten. Op het moment van impact mag de impact op het hoofd niet groter zijn dan 150g gedurende 4ms. Ik wil graag weten van een aantal materialen hoe goed de energie op moment van impact wordt geabsorbeerd. Oftewel wat meet ik aan de andere zijde van het materiaal. Dit probeer ik te meten met een weegschaal en verschaalde testopstelling; respectievelijk 1kg en 1m.

Ik hoop dat dit het één en ander toelicht en verduidelijkt.

Veranderd door tiespamboer, 17 maart 2014 - 10:38


#5

Flisk

    Flisk


  • >1k berichten
  • 1270 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 maart 2014 - 12:03

Die formules die je uitwerkt zijn niet echt direct van toepassing. Dit lijkt me een probleem dat je beter experimenteel oplost.
Je hebt het over 4 milliseconden, dus je moet echt een heel snelle weegschaal hebben die bovendien data doorstuurt naar de computer zodat je die kan aflezen. Als je dan nergens een piek over 150g ziet verschijnen, zit je goed. Een weegschaal meet altijd kracht (al dan niet foutief omgezet naar massa).

Ik zou het heel anders aanpakken. Heb je toegang tot een hogesnelheidscamera? Je kan dan naast de opstelling een meetlat ter referentie plaatsen (en een duidelijk wit puntje ergens op je voorwerp dat je laat vallen), alles filmen en daarna de beelden analyseren. Je camera legt de plaats vast i.f.v. de tijd. Dus integreer je (numeriek) twee keer om de versnelling vast te stellen. Let wel, dit gaat enkel met een heel goeie hogesnelheidscamera.

Als je natuurlijk een goede weegschaal hebt, werkt dit ook. Maar ik heb nog nooit gehoord van een weegschaal die dat kan.
Dat is dan ook de reden waarom bijna alle impact proeven met een hogesnelheidscamera worden gedaan.

Veranderd door Flisk, 17 maart 2014 - 12:03

Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.

#6

tiespamboer

    tiespamboer


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 18 maart 2014 - 11:27

Helaas heb ik daar geen toegang tot. Hoe ik het nu had gedaan was door de weegschaal op MAX te zetten, zodat hij de maximale waarden onthoudt. Ik begrijp dat die weegschaal het niet zo snel kan aflezen, maar het gaat mij meer om het verschil t.o.v. een nulmeting.

Het probleem voor mij is welke relatie er tussen de aangegeven massa op de weegschaal en de g-krachten zit. Oftewel hoe kom ik van kg naar m/s2. Daar lijkt dus geen oplossing voor te zijn, zolang ik niet weet hoelang die kracht/massa op de weegschaal uitgeoefend wordt.

#7

Flisk

    Flisk


  • >1k berichten
  • 1270 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 maart 2014 - 11:50

Op die manier kan je wel de g krachten meten, maar niet die milliseconden. Een weegschaal meet kracht maar zet deze (foutief) direct om naar massa. Op de maan zou de weegschaal een foutieve meting geven (terwijl mijn massa toch niet veranderd is), dit omdat de maan minder hard aan mij 'trekt'. Op aarde klopt die wel. Bijvoorbeeld, als ik op een weegschaal sta, en die zegt 70kg, wordt er in werkelijkheid een kracht van 70kg*9.81N/kg gemeten (of dus 686,7 Newton). Hoe lang ik erop sta heeft er niet mee te maken. Daarna kan je omrekenen naar de versnelling a met volgende formule:
F=m.a
Wil je dit in g kracht, deel je nog eens door 9,81. Uiteindelijk hebben we nu wat overbodige stappen gedaan, je kan rechtstreeks de g kracht eruit halen met één simpele bewerking. Maar doe het eerst eens volledig, dan snap je hoe het in elkaar zit. Daarna kan je beginnen vereenvoudigen.

Nu, ik denk wel niet dat die weegschaal snel genoeg registreert om je een correcte max waarde te geven. Impact kan heel snel gaan en als het maar een commerciële weegschaal is, zou ik er niet op vertrouwen.

Veranderd door Flisk, 18 maart 2014 - 11:51

Je leest maar niet verder want je, je voelt het begin van wanhoop.






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