Springen naar inhoud

Technisch systeem ontwerpen natuurkunde2


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Mirjam

    Mirjam


  • >25 berichten
  • 42 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2007 - 06:43

hallo,
ik had een vraag over een PO dat ik moet maken bij natuurkunde2. ik heb gekozen om dit te doen over een vallend object (een rond object van ijs, niet realistisch maar anders te moeilijk volgens mij leraar) dat vanaf 20 meter naar beneden valt, eerst in de lucht, en dan in het water valt, waar uiteindelijk de opwaartse kracht en de wrijvingskracht groter worde dan de naar beneden gerichte zwaartekracht, en dus zal het ijsblokje weer omhoog komen. nu werk ik met het programma coach5 [modelleren] en als ik de grafieken bekijk, zie je op de x-as (afstand) een "positieve" parabool. aangezien de beweging naar beneden is gericht door de zwaartekracht (g=-9,81) zou de parabool juist een Minimum moeten hebben en dan weer moeten stijgen, precies de beweging die het ijsblokje in het water maakt. Nu heb ik hieronder mijn model gezet en mijn startwaarden en constant geeft coach5 foutmeldingen van een te groot getal (89 of 107 enz) Op de een of andere manier, dacht ik het te hebben gevonden door voor elk "stuk" een apart formule te maken. als het object/ijsblokje nog in de lucht zit, dan is v<0 en x>0 (want v is naar beneden gericht en x zit nog in de lucht, dus x>0, vanaf het wateropp is x<0) als die in het water terechtkomt, dan is x<0 en v<0
maar op het minimum wordt F-totaal ALS HET GOED IS (doet ie nog niet, doordat de snelheid negatief blijft, die wordt wel kleiner, maar blijft negatief, waardoor F-totaal niet verandert) positief, net als de a (versnelling) en de v...alleen de x is dan nog negatief, want het object bevindt zich nog steeds Onder water...
daarbij komt dat g=-9,81 en dat klopt wel mbt de Fz (die is naar beneden gericht), maar Fopwaarts moet naar boven gericht zijn, en daar maak je ook gebruik van die negatieve g...nu dacht ik dat te hebben opgelost, maar blijkbaar toch niet goed genoeg..

substantie1=lucht (p_substantie1=rho lucht)
substantie=water (p_substantie=rho water)
p_voorwerp=ijsblokje/vallend object

Hopelijk heeft iemand hier een oplossing voor! ik hoop het iig pi.gif Alvast bedankt!


Model
Als (x>0) EN (v<0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie1*p_substantie1*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * p_substantie1)*V_voorwerp)
Eindals

Als (x<0) EN (v<0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie*p_substantie*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * p_substantie)*V_voorwerp)
Eindals

Als (x<0) EN (v>0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie*p_substantie*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * p_substantie)*V_voorwerp)
Eindals

Als v>0 dan
F_totaal:=F_zwaartekracht - (-F_opwaarts + F_wrijvingskracht)
Anders
F_totaal:=F_zwaartekracht - (-F_opwaarts - F_wrijvingskracht)
Eindals


a:= (F_totaal/m)
dv:= a * dt
v:= v + dv
dx:= v * dt
x:= x + dx
t:= t + dt

Als (x>0) en (a>0)
Dan Stop
Eindals


Startgegevens
x=20
t=0
dt=0,01
v=-20
m=1,0
p_voorwerp=0,917E3
p_substantie=0,998E3
p_substantie1=1,293E3
g=-9,81
N_substantie=1,00E-3
N_substantie1=1,8E-5
r=0,5E-2
A=pi*r^2
C_substantie=6*pi*r*N_substantie
C_substantie1=6*pi*r*N_substantie1
V_voorwerp= m/(p_voorwerp)
F_zwaartekracht=m*g

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

#2

oscar2

    oscar2


  • >250 berichten
  • 271 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2007 - 08:58

Beste Mirjam,

Ik zie wel één probleem. De dichtheid van lucht is veel te hoog. Daardoor zal de lucht de ijsbal omhoog duwen. Toch zou hij eerst wel naar beneden moeten gaan omdat je de bal een flinke negatieve beginsnelheid hebt gegeven.

Het lijkt me verstandig even wat testjes te doen. Zet voor a:= (F_totaal/m) even de instructie: F_totaal=0. Dan zou de bal in een rechte lijn moeten bewegen. Ze vervolgens F_totaal = F_zwaartekracht. Dan moet je een gewone valbeweging zien. Als dat allemaal werkt zit het probleem in de krachten.

Nog een paar opmerkingen.
* Je beginsnelheid is wel heel negatief. Is dat de bedoeling?
* Je hebt F_totaal = F_zwaartekracht + ... Daardoor dacht ik eerst dat de zwaartekracht omhoog werkt. Dat is niet zo want je hebt g negatief gemaakt. Maar, het lijkt me handiger om g positief te maken en dan F_totaal = -F_zwaarterkracht + .... te doen.
* Je hebt het geval (x>0) EN (v>0) er niet bijgezet. Dan moet je wel heel zeker weten dat dat niet voorkomt (b.v. als je de bal omhooggooit).
* Aan de andere kant zijn deze drie (vier) gevallen eigenlijk niet nodig. Bij v<0 en v>0 doe je steeds precies dezelfde berekening. Pas bij het berekenen van F_totaal is het nodig onderscheid te maken tussen v<0 en v>0.
*En ten slotte: zou je alsjeblieft "rho" voor de dichtheid willen gebruiken in plaats van "p". Zo lijkt het of je het over de druk hebt.

succes. oscar.

#3

Mirjam

    Mirjam


  • >25 berichten
  • 42 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 oktober 2007 - 18:43

Bedankt!
ik heb al veel veranderd a.d.h. je aanwijzingen. ook al zit ik nog met het feit dat mijn hoogte x niet eerst afneemt van 20m naar 0, dan negatief wordt en dan langzaamaan positief wordt (naar de 0 gaat), maar van 20 naar ong. 15 afneemt en opeens daarvandaan weer toeneemt.. op de een of andere manier heb ik het idee, dat ik ook voorwaarden moet stellen aan x of aan dx.
verder zal ik mijn Fw nog moeten nakijken. in principe is mijn grafiek volgens mij goed (eerst zeer kleine toenames, en op een bepaald tijdstip t~14 stijgt Fw gigantisch en daarbij F-totaal ook), maar als ik mijn model simuleer, dan blijkt gek genoeg dat Fw afneemt...dit lijkt me niet de bedoeling.
waar dat aan ligt, moet ik nog uitzoeken en ik hoop dat via mijn natuurkundeleraar te kunnen doen, dan val ik niet iedereen lastig met vragen die ik eerst nog zelf behoor te onderzoeken, ook al heb ik al veel geprobeerd..maar als iemand het antwoord weet, dan liever een antwoord!

ik zal mijn "vernieuwde model" er nog maar onder zetten

Model
Als (x>0) EN (v<0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie1*rho_substantie1*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * rho_substantie1)*V_voorwerp)
Eindals

Als (x<0) EN (v<0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie*rho_substantie*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * rho_substantie)*V_voorwerp)
Eindals

Als (x<0) EN (v>0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie*rho_substantie*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * rho_substantie)*V_voorwerp)
Eindals

Als (x>0) EN (v>0) Dan
F_wrijvingskracht:= 0,5*C_substantie1*rho_substantie1*(v)^2
F_opwaarts:= ((g * rho_substantie1)*V_voorwerp)
Eindals

Als v>0 dan
F_totaal:=-F_zwaartekracht + F_opwaarts + F_wrijvingskracht
Anders
F_totaal:=-F_zwaartekracht + F_opwaarts + F_wrijvingskracht
Eindals

a:= (F_totaal/m)
dv:= a * dt
v:= v + dv
dx:= v * dt
x:= x + dx
t:= t + dt


Startwaarden:
t=0
dt=0,01
v=-5
m=1,0
rho_voorwerp=0,917E3
rho_substantie=0,998E3
rho_substantie1=1,293E3
g=9,81
N_substantie=1,00E-3
N_substantie1=1,8E-5
r=0,5E-2
A=pi*r^2
C_substantie=6*pi*r*N_substantie
C_substantie1=6*pi*r*N_substantie1
V_voorwerp= m/(rho_voorwerp)
F_zwaartekracht=m*g

jammer dat ik de printscreens (zelfs als ze in word verklein) van coach niet kan toevoegen, want het bestand is te groot. dan was het makkelijker geweest qua de grafieken, i.p.v. deze voor je te zien!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures