[natuurkunde] remkracht?

GeertWouters

Dag allemaal,
Ik heb een oefening in een boek, maar snap niet hoe je aan beging?
1.Brandweermannen houden op 1,4m boven de grond een zeil gespannen. Iemand van 80 kg springt erin vanaf een hoogte van 15,0m. Het zeil zakt 1,2m door zonder vervorming. Hie groot is de gemiddelde verticale remkracht die het zeil uitoefent op de persoon.
--
Moet ik dit aan de hand van kinetische of potentiele energie berekenen? en deze gelijk stellen en zo F uit te halen (als men weet g=9.81N/kg)?

Anton_v_U

Gelijk stellen van kinetische en potentiële energie is niet de juiste weg. Waar wil je naar toe?
Bij deze problemen is denken in energieomzettingen belangrijk.

Kernvraag:
Welke energieomzettingen gebeuren er?

Vanuit dit inzicht kun je het probleem oplossen. De rest is een heel klein beetje rekenen.
Als het nodig is, kijk dan nog even naar de hulpvragen:

Hulpvragen:
Wat is de potentiële en kinetische energie vóórdat de persoon springt?
Ten opzichte van welke hoogte moet je de potentiële energie bepalen? (deze is lastig)
Hoeveel arbeid heeft het zeil (dus!) verricht bij het afremmen?
Over welke afstand wordt de arbeid verricht?
Gemiddelde kracht?

Als je via de hulpvragen op de oplossing komt, moet je toch de kernvraag nog beantwoorden want die is belangrijk voor toekomstige vergelijkbare problemen.
En:

Inzichtvraag: (volgt uit de kernvraag)
Waarom is het niet nodig om kinetische energie te berekenen?
Waarom kun je de remkracht berekenen zonder de zwaartekracht te verrekenen (of doe je dat stiekem toch?)

aadkr

om te beginnen zou ik het nul -nivo voor de potentiële energie op 1,4 meter boven de grond aannemen.
begrijp je ook waarom?

Anton_v_U

Prima maar het kan denk ik nog een beetje beter. Houd er rekening mee dat het zeil 1,2m zakt tijdens het afremmen.Op welke hoogte is de persoon op het moment dat hij tot stilstand komt en hoe groot is zijn potentiële energie ten opzichte van deze hoogte vóór de sprong?

GeertWouters

Bedankt, voor jullie antwoord!

Maar het is even te veel antwoorden waar ik mij moet op focussen. Dit heb ik nu berekend:

Epot (voor de sprong) = m.g.h = 80 kg . 9,81N/kg .15m= 11772J

Epot (na sprong) = m.g.h = 80 kg .9,81N/kg . (15m - 1,2m) = 10830,24J

Dus de Ekin voor de sprong is v=0 en einde van de sprong v=max en Epot=max en einde van de sprong 0.

W= F. deltaX => F=W/deltaX

verder?

Jan van de Velde

Epot (voor de sprong) = m.g.h = 80 kg . 9,81N/kg .15m= 11772J
Epot (na sprong) = m.g.h = 80 kg .9,81N/kg . (15m - 1,2m) = 10830,24J

je hebt je hoogtes niet slim berekend, en/of definieert ze niet goed.

Bij dit soort dingen maak je plaatjes, en als je dat in je hoofd niet goed kunt dan doe je dat op een ruitjespapiertje:

vanaf een hoogte van 15,0m. (boven de grond)
Brandweermannen houden op 1,4m boven de grond
zeil zakt 1,2m door (vanaf die 1,4 m hoogte)

: val.png (14.44 KiB) 759 keer bekeken

en dan zien we dat de hoogte na de sprong niet 15-1,2 (=13,8) meter kan zijn, maar 1,4-1,2 = 0,2 m moet wezen,

bereken opnieuw de potentiele energieën en trek ze van elkaar af.
bedenk dat zowel bovenaan als onderaan de bewegingsenergie 0 is, de remarbeid heeft dus de volledige verschil aan potentiële energie verwerkt
W_rem = -ΔE_pot
maar ook geldt dat diezelfde
W_rem = F_rem·s_rem
dus geldt dat
-ΔE_pot = F_rem·s_rem

(want als a= b en a=c, dan geldt ook dat b=c)

ΔE_pot had je berekend
s_rem kun je aflezen uit je plaatje
invullen en F_rem uitrekenen dan maar, en klaar....

GeertWouters

Goed, bedankt!

Zit nog met een klein probleem en dat is die "-" min teken.

Epot (voor) = m.g.h = 80Kg . 9,81N/kg . 15m = 11772J

Epot (na) = 80kg . 9,81N/kg. (1,4m - 1,2m) = 156,96J

ΔEpot= Ep(voor) - Ep(na) = 11772J - 156,96J = 11615,04J

W_rem = -ΔEpot

W_rem = -ΔEpot = F_rem·s_rem

=>F_rem = -ΔEpot/s_rem
= -11615,04J / 1,2= -9679,2N = - 9,7KN

Maar in mijn boek sta (+ 9,7KN)

Dus snap ik niet waarom er een min tekens staat, of is het verschil van Epot verkeerd berekend (eerst max hoogte (15m) min minimum hoogte van de grond (0,2) )

Jan van de Velde

bekend probleem.

Als je de boel in een assenstelsel zet moet je vervolgens wel alles volgens datzelfde assenstelsel behandelen.
Als je dan begint met de valversnelling (naar beneden gericht) positief te noemen wordt een naar boven gerichte remarbeid inderdaad negatief.

Op zich zijn plus of min dus beide goed, mits ze overeenkomen met de rest van de plussen en minnen in de berekening, en tenzij een assenstelsel was gedefinieerd in de opgave.

Jonjon

Hello
Als je gewoon de massa(80) * 9,81*(13,6-1,2) doet dan krijgt je 9731,53 wat in wetenschappelijke notatie 9,7*10^3 N geeft

Jan van de Velde

Jonjon schreef: Hello
Als je gewoon de massa(80) * 9,81*(13,6-1,2) doet dan krijgt je 9731,53 wat in wetenschappelijke notatie 9,7*10^3 N geeft

Het getal is niet het probleem, het plus of minteken was de vraag....
En die was in oktober al beantwoord

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] remkracht?

remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?

Re: remkracht?