Springen naar inhoud

Probleem fysica


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Lathander

    Lathander


  • >1k berichten
  • 2501 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 oktober 2007 - 14:23

Je hebt een autobaan. Die loopt van rechts naar links.

Je begint met een recht stuk van 90 meter. Vervolgens kromt de baan een kwartslag in cirkelvorm, een cirkel met straal 72 meter, hierna loopt ze verticaal perfect naar beneden.

De beginsnelheid is nul.

De versnelling van de auto wordt gegeven door de vgl: LaTeX

met t zijnde de tijd in seconden.

wat is na 18 seconden de versnelling en de snelheid?


Het is best makkelijk te berekenen wat de snelheid en versnelling is op het einde van het rechte stuk, maar de overgang naar de cirkel maakt het moeilijk voor me.

Hoe los ik dit verder op?

Veranderd door Evil Lathander, 17 oktober 2007 - 14:25

"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."


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

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 17 oktober 2007 - 16:06

Niet erg duidelijk vraagstuk maar ik denk als volgt:

Het karretje heeft een massa m. Waarde van m doet niet terzake.
De versnelling a = 0,0152t2 wordt veroorzaakt door een kracht F = m.a (zonder kracht immers geen versnelling).
F neemt toe met de tijd.

Er is ook de zwaartekracht Fz die op het rechte stuk loodrecht op de baan staat en daardoor geen invloed op de versnelling van het karretje heeft, maar zodra het karretje de bocht naar beneden gaat maken begint die geleidelijk mee te werken. Je moet Fz ontbinden in een kracht langs de baan (raaklijn, tangentiaal) en een kracht loodrecht op de baan. Die loodrechte component doet niet terzake. De tangentiale component Ft tel je op bij F. Ft neemt toe naarmate de baan verder naar beneden kromt.

Dan krijg je dat de versnelling wordt: a = (F + Ft)/m

Zowel F als Ft zijn functie van de tijd en rechtevenredig met m dus m valt weg.
Hydrogen economy is a Hype.

#3

Rov

    Rov


  • >1k berichten
  • 2242 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 oktober 2007 - 19:51

Gaat het karretje in de bocht naar beneden of blijft het vlak?

#4

Lathander

    Lathander


  • >1k berichten
  • 2501 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 oktober 2007 - 23:25

Nee, daar gaat het hem niet over.

Een kleine tekening erbij, ik weet dat de bocht niet mooi gedaan is maar ik heb niet zo'n vaste hand. Neem aan dat het een perfect kwart van een cirkel is.


Geplaatste afbeelding


Het rechthoekje is de auto. Op tijdstip t=0 staat de wagen perfect stil.

De versnelling bedraagt 0.015*t≤(niet 0.015≤*t≤)
Vraag: wat is op snelheid en versnelling van de wagen op tijdstip t=18


Dus eerst legt de wagen 90 meter af op een recht stuk baan.

Daarna moet de wagen een bocht maken, tegenklokwijzerzin. De bocht heeft de vorm van een kwart-cirkelstuk. De cirkel die hierbij hoort heeft een straal van 72 meter.

de vraag is enkel naar de versnelling EN snelheid op t=18 seconden

Veranderd door Evil Lathander, 17 oktober 2007 - 23:26

"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."


#5

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 00:14

Ik vind de vraagstelling nogal vreemd; specifiek het gedeelte waarin de versnelling wordt gegeven. Is dat de versnelling te allen tijde? Dat zou vreemd zijn, omdat de rest van het verhaal er dan niet toe doet: de versnelling is immers gegeven afhankelijk van t, en er wordt gevraagd naar de versnelling op tijdstip t=.... In welke richting is die versnelling? (het is immers een vectoriŽle grootheid).

In de bocht heb je te maken met een middelpuntzoekende kracht: LaTeX
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 07:43

In de bocht heb je te maken met een middelpuntzoekende kracht: LaTeX

Ik denk dat he het nog verkeerd begrijpt, Phys. Het gaat niet over een bocht, maar over een helling in de vorm van een kwartcirkel. Naarmate het karretje over de helling vordert wordt de component van de zwaartekracht die het karretje een versnelling langs die kwartcirkel geeft steeds groter, juist aan het begin van de helling 0 m/s≤, toenemend tot (aan het eind van de helling) 9,81 m/s≤.
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

#7

Lathander

    Lathander


  • >1k berichten
  • 2501 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 08:31

eh, er is geen helling...

het is gewoon een vlakke baan... 2 dimensies... eerst gewoon rechtdoor en dan een bocht erin


er komt geen derde dimensie bij kijken


En Phys, het idee is dat als je de bocht ingaat, je auto onderworpen is aan zowel een tangentiŽle als een normaalversnelling

er geldt altijd: LaTeX

Veranderd door Evil Lathander, 18 oktober 2007 - 08:34

"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."


#8

Sjakko

    Sjakko


  • >1k berichten
  • 1007 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 11:21

Volgens mij is de situatie nu duidelijk: de auto versnelt in de bocht ook gewoon door met de gegeven versnelling, maar dit is de baanversnelling. In dat geval is het een kwestie van baanversnelling en normaalversnelling (middelpuntzoekende kracht delen door massa) PhytagoreÔsch optellen. Dat er vanuit gaande dat de auto op t=18 nog in de bocht hangt, maar gezien de vraagstelling lijkt dat de bedoeling (kun je controleren door de functie voor de baanversnelling tweemaal te integreren, want dan heb je de verplaatsing).

LaTeX
LaTeX
LaTeX

De enige onbekende is nu eigenlijk nog die v. Deze kun je achterhalen door de functie voor de baanversnelling ťťnmaal te integreren. Lukt ie zo?

Veranderd door Sjakko, 18 oktober 2007 - 11:22


#9

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 16:58

eh, er is geen helling...

het is gewoon een vlakke baan... 2 dimensies...

Je had me kunnen foppen met je topicstart :

Je begint met een recht stuk van 90 meter. Vervolgens kromt de baan een kwartslag in cirkelvorm, een cirkel met straal 72 meter, hierna loopt ze verticaal perfect naar beneden.

;)
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

#10

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 17:37

Ook ik dacht in mijn eerste reactie dat met verticaal letterlijk verticaal bedoeld werd.....

Dat hele gedoe over middelpuntzoekende kracht en pythagoreÔsch optellen lijkt mij niet correct.
Er is een middelpuntvliedende (centrifugale) kracht als men een bocht neemt. De enige manier om met een auto de bocht te blijven volgen (en er niet uit te vliegen) is door te sturen, daarbij vertrouwend op de grip van de banden, en hopen niet om te slaan. Dit geeft een middelpuntzoekende (wrijvings)kracht die de middelpuntvliedende kracht precies compenseert. Was de auto een trein op rails dan compenseert de rails de middelpuntvliedende kracht. De enige invloed hierdoor op de snelheid van trein of auto in de bocht is de wrijving. Aangezien in het vraagstuk echter niet over wrijving of wrijvingscoefficient gesproken wordt doet dat effect blijkbaar niet ter zake, maar dan doen middelpuntvliedende en middelpuntzoekende kracht ook niet ter zake.

Dit vraagstuk is niet op te lossen zonder dat duidelijk is wat voor soort kracht de versnelling 0,015t2 veroorzaakt en hoe de richting van die kracht al dan niet verandert wanneer de auto de bocht neemt. Is het de motor via de banden? Maar dan is die versnelling altijd in de rijrichting en doet de bocht helemaal niet ter zake, zoals Phys al eerder zei.
Hydrogen economy is a Hype.

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44867 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 18:20

Dit vraagstuk is niet op te lossen zonder dat duidelijk is wat voor soort kracht de versnelling 0,015t2 veroorzaakt en hoe de richting van die kracht al dan niet verandert wanneer de auto de bocht neemt. Is het de motor via de banden? Maar dan is die versnelling altijd in de rijrichting ..//..

Ik denk dat dat de weg naar de oplossing is. Met alleen de gegeven versnelling kun je de snelheid na 18 s berekenen, en daarmee de middelpuntzoekende versnelling. En die twee zullen vectorieel opgeteld moeten worden om een totale versnelling te krijgen. Zou het zů simpel kunnen zijn?
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

#12

Sjakko

    Sjakko


  • >1k berichten
  • 1007 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 18:22

Dat hele gedoe over middelpuntzoekende kracht en pythagoreÔsch optellen lijkt mij niet correct.
Er is een middelpuntvliedende (centrifugale) kracht als men een bocht neemt. De enige manier om met een auto de bocht te blijven volgen (en er niet uit te vliegen) is door te sturen, daarbij vertrouwend op de grip van de banden, en hopen niet om te slaan. Dit geeft een middelpuntzoekende (wrijvings)kracht die de middelpuntvliedende kracht precies compenseert. Was de auto een trein op rails dan compenseert de rails de middelpuntvliedende kracht. De enige invloed hierdoor op de snelheid van trein of auto in de bocht is de wrijving. Aangezien in het vraagstuk echter niet over wrijving of wrijvingscoefficient gesproken wordt doet dat effect blijkbaar niet ter zake, maar dan doen middelpuntvliedende en middelpuntzoekende kracht ook niet ter zake.

Ik begrijp je punt niet helemaal. Volgens mij moet de topicstarter gewoon de versnelling van het autootje berekenen. Als je in een bocht hangt, dan is er behalve de gegeven baanversnelling (dus versnelling in bewegingsrichting, althans, ik neem aan dat die bedoeld wordt) ook nog een versnelling richting het middelpunt van de cirkel waar de bocht een deel van uitmaakt. Beide versnellingen staan loodrecht op elkaar, dus waarom dan niet PhytagoreÔsch optellen?

#13

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 19:04

Omdat een versnelling loodrecht op de rijrichting geen enkele invloed heeft op de rijsnelheid/versnelling in de richting van de baan en dus niet terzake doet.
Het gaat enkel en alleen om at , oftewel a = at. Er komt geen pythagoras aan te pas.


Dit hele vraagstuk is eigenlijk alleen zinvol als de versnelling 0,015t2 altijd in dezelfde richting is, dus "horizontaal" van links naar rechts.
Bijvoorbeeld door een steeds sterker wordende wind (naderende orkaan?).
Wanneer de auto door de bocht gaat geldt dan:

a = at = 0,015t2 * cosβ

waarin β de hoek met de "horizontaal" van rechts naar links is: β verandert geleidelijk van 0 naar 90 o.
Aan het eind van de bocht is at daardoor gelijk aan 0 want de "wind" komt alleen vanop zij.
Hydrogen economy is a Hype.

#14

Sjakko

    Sjakko


  • >1k berichten
  • 1007 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 19:36

Omdat een versnelling loodrecht op de rijrichting geen enkele invloed heeft op de rijsnelheid/versnelling in de richting van de baan en dus niet terzake doet.

Dat ben ik met je eens, maar het lijkt mij het meest logisch dat de baanversnelling bekend is en dat we toch iets moeten doen met de tangentiŽle versnelling aangezien je anders gewoon t=18 in kan vullen en dat je klaar bent.

Aangezien het nogal onduidelijk is wat nu de gegevens zijn en wat er nu gevraagd wordt, wachten we even op duidelijkheid van Evil Lathander.

Veranderd door Sjakko, 18 oktober 2007 - 19:39


#15

Phys

    Phys


  • >5k berichten
  • 7556 berichten
  • VIP

Geplaatst op 18 oktober 2007 - 19:51

Dus Evil L. : kun je a.u.b. de EXACTE opgave geven? Ik heb het idee dat je de opgave in eigen woorden hebt gegeven, maar kun je hem eens letterlijk overnemen uit je boek/dictaat? En dan ook echt letterlijk.
Never express yourself more clearly than you think.
- Niels Bohr -





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures