Springen naar inhoud

snelheid van een massa berekenen



  • Log in om te kunnen reageren

#1

Dries Vander Linden

    Dries Vander Linden


  • >100 berichten
  • 237 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 maart 2014 - 11:51

Een massa van 6,50 kg is bevestigd aan een lichte elastische veer en hangt in rust in de evenwichtsstand. De veerconstante bedraagt 100 N/m. De massa wordt 2 cm naar beneden getrokken en losgelaten. Bereken de snelheid van de massa als die zich 1 cm boven het punt bevindt waar de massa is losgelaten.

A. 0,0815 m/s
B. 0,0679 m/s
C. 0,1087 m/s
D. 0,0951 m/s
E. De massa zal deze hoogte niet bereiken

0) Uitsluiten mogelijkheid E:

De massa zal deze hoogte zeker bereiken, aangezien zij na het loslaten na en bepaalde tijd opnieuw de evenwichtsstand zal bereiken.

1) Uitrekking evenwichtsstand:

m . g = k . x => x = 0,63765 meter

Hoe moet ik nu verder? Is het best via behoud van energie de oplossing te zoeken, of via evenwicht van krachten?

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

#2

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 16 maart 2014 - 12:05

Dit is een huiswerkvraag, kun je beter posten bij huiswerk en practica.

Behoud van energie is de goede insteek. Het kan ook op een andere manier maar een energiebalans scheelt een boel gereken.

1. Welke vormen van energie heb je op het moment dat de veer 2 cm is uitgerekt?

De veer zal naar boven versnellen door de veerkracht, als de veer 1 cm is teruggeveerd.
2. Welke vormen van energie heb je dan? Je kunt alles zo uitrekenen behalve de snelheid van het object.

3. Pas behoud van energie toe:
Stel een energiebalans op. Kun je een waarde berekenen voor de kinetische energie? En welke snelheid hoort daar bij?

#3

Dries Vander Linden

    Dries Vander Linden


  • >100 berichten
  • 237 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 maart 2014 - 12:29

1. zowel kinetische, gravitatie-potentiele als elastisch-potentiele energie

2. zelfde als bij 1

3. E(rust) = m.g.h + 1/2.k.x² = 20,32 + 63,765.h = E(uitrekking 1cm) = m.g.(h-0,01) + 1/2.m.v² + 1/2.k.x² = 3,25 v² + 20,9725 + 63,765 h - 0,63765

dan bekom je voor v² een negatieve waarde en dit kan toch niet?

#4

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 16 maart 2014 - 13:24

Het antwoord onder 1 is niet correct. Je trekt de massa 2 cm naar beneden. Dan laat je hem los. Wat is de kinetische energie op het moment dat je hem loslaat (wat is de snelheid op dat exacte moment)

Dit is best een listig probleempje.
Een energiebalans kun je ook opstellen door te redeneren in termen van toename en afname. In totaal, over alle energievormen samen mag er geen toename of afname zijn want de energie blijft behouden. Dat lijkt hier het handigste te werken:

- Bereken de uitrekking van de veer in de evenwichtspositie en de bijbehorende veerenergie.
- Bereken de veerenergie als je het ding 2 cm verder naar beneden trekt
- Bereken de afname van veerenergie als het ding weer 1 cm teruggeveerd is
- Bereken de toename van potentiele energie als het ding 1 cm teruggeveerd is.

Is potentiele + veerenergie afgenomen, met hoeveel?
Waar is die energie in gaan zitten?

Overigens kan men de snelheid alleen in 3 cijfers geven als ook de uitrekking in 3 cijfers is gegeven: 2,00 cm en 1,00 cm dus, op 0,05 mm nauwkeurig.

#5

Dries Vander Linden

    Dries Vander Linden


  • >100 berichten
  • 237 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 maart 2014 - 15:02

Anton_v_U zei:
Het antwoord onder 1 is niet correct. Je trekt de massa 2 cm naar beneden. Dan laat je hem los. Wat is de kinetische energie op het moment dat je hem loslaat (wat is de snelheid op dat exacte moment): geen snelheid

Dit is best een listig probleempje.
Een energiebalans kun je ook opstellen door te redeneren in termen van toename en afname. In totaal, over alle energievormen samen mag er geen toename of afname zijn want de energie blijft behouden. Dat lijkt hier het handigste te werken:

- Bereken de uitrekking van de veer in de evenwichtspositie en de bijbehorende veerenergie.
x = 0,63765 meter
E(veer) = 20,33 J
- Bereken de veerenergie als je het ding 2 cm verder naar beneden trekt
E(veer) = 21,63 J
- Bereken de afname van veerenergie als het ding weer 1 cm teruggeveerd is
Δ E(veer) = - 21,63 J + 20,97 J = - 0,65 J
- Bereken de toename van potentiele energie als het ding 1 cm teruggeveerd is.
Δ E(pot) = m . g . (h-0,01) - m . g . (h-0,02) = 0,01 . m . g = 0,64 J
Is potentiele + veerenergie afgenomen, met hoeveel?
afname: -0,01 J
Waar is die energie in gaan zitten?
in kinetische energie ? hoe moet ik dan verder?

#6

Dries Vander Linden

    Dries Vander Linden


  • >100 berichten
  • 237 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 maart 2014 - 15:17

de afname is eigenlijk -0,015 J wanneer je dit met meer beduidende cijfers gaat berekenen, en dan bekom ik antwoord B :) bedankt!

#7

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 maart 2014 - 15:36

Opmerking moderator :

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






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