Vraagstuk op wetten van newton

Malanrian

Vraag:

Een wagen botst met een snelheid van 50 km/u tegen een vrachtwagen De wagen wordt 1,1 m ingedeukt voor hij tot stilstand komt. De bestuurder draagt een veiligheidsgordel, de passagier niet en beiden hebben een massa van 65kg. De passagier vliegt tegen het dashboard dat hiedoor 5,0 cm wordt ingedeukt. Welke kracht oefent het dashboard uit op de passagier en de veiligheidsgordel op de bestuurder?

Kan iemand een tip geven hoe je hier aan begint?

Jan van de Velde

Kan iemand een tip geven hoe je hier aan begint?

Arbeid = kracht maal weg

bewegingsenergie = halve massa maal snelheid in't kwadraat

de bewegingsenergie van de bestuurder moet door arbeid van gordel tot 0 worden teruggebracht over een afstand (=weg) van 1,1 m plus eventuele uitrekking van de gordel. Dat levert je kracht op. Vreemd overigens dat de uitrekking van de gordel niet gegeven is.

Voor de passagier kom ik er zo niet uit. Staat de auto al stil op het moment dat de passagier het dashboard raakt en moet de passagier zijn volle snelheid nog kwijtraken bij 5 cm indeuking van het dashboard? Ik denk dat we dat bij gebrek aan verdere gegevens maar moeten aannemen en dat de passagier dus een remweg van 5 cm heeft. Au.....

Malanrian

Jan van de Velde schreef:Arbeid = kracht maal weg

bewegingsenergie = halve massa maal snelheid in't kwadraat

de bewegingsenergie van de bestuurder moet door arbeid van gordel tot 0 worden teruggebracht over een afstand (=weg) van 1,1 m plus eventuele uitrekking van de gordel. Dat levert je kracht op. Vreemd overigens dat de uitrekking van de gordel niet gegeven is.

Voor de passagier kom ik er zo niet uit. Staat de auto al stil op het moment dat de passagier het dashboard raakt en moet de passagier zijn volle snelheid nog kwijtraken bij 5 cm indeuking van het dashboard? Ik denk dat we dat bij gebrek aan verdere gegevens maar moeten aannemen en dat de passagier dus een remweg van 5 cm heeft. Au.....

"Arbeid "komt pas in het volgende hoofdstuk ter sprake.

Moet je niet eerst de kracht berekenen die de auto uitoefent op de vrachtwagen? Maar dit gaat niet omdat je de massa van de wagen niet kent.

Jan van de Velde

"Arbeid "komt pas in het volgende hoofdstuk ter sprake.

dan "the hard way"

(hoewel, hard, ook niet zó ingewikkeld......

gordeldrager:

beginsnelheid 50 km/h, eindsnelheid 0 km/h, gemiddelde snelhid ijdens die rembeweging dus 25 km/h, reken om naar m/s.

remweg 1,1 m, gemiddelde snelheid tijdens het remmen inmiddels bekend, nu kun je eenvoudig een remtijd uitrekenen.

dan de standaard-bewegingsformule

s(t) = s(0) + v(0)t +½at²

hiervoor heb je nu voldoende gegevens om de versnelling a uit te rekenen (we veronderstellen een eenparige versnelling)

de massa m van de gordeldrager ken je, de versnelling a is inmiddels bekend, de kracht F , awel, dat bekende formuletje F=m x a.......

y presto.

Malanrian

De oplossing voor de gordel heb ik gevonden.

Is het voor het dashboard hetzelfde? Als ik dezelfde formules gebruik kom ik 1,3x10^2 N uit, maar volgens de oplossingen in de cursus zou het 1,3x10^5 moeten zijn...

Malanrian schreef:De oplossing voor de gordel heb ik gevonden.

Is het voor het dashboard hetzelfde? Als ik dezelfde formules gebruik kom ik 1,3x10^2 N uit, maar volgens de oplossingen in de cursus zou het 1,3x10^5 moeten zijn...

Weet al waar de fout zit, ben die 5,0 cm in meter vergeten omzetten...

Bedankt voor de hulp!

Jan van de Velde

Dat dashboardverhaal is wel een erg theoretische benadering dan, want je "goede" uitkomst veronderstelt dat de auto zelf al klaar was met botsen en dus geheel (ingekreukeld) stilstond vóórdat de passagier tegen het dashboard smakte, zodat de remweg van de passagier beperkt blijft tot die 5 cm dashboardindeuking. En dat kán eenvoudigweg haast niet. De passagier heeft en houdt de snelheid van 50 km/h, en laat die nou eens een meter van het dashboard verwijderd zitten. Dan raakt de passagier het dashboard nopg vóór de auto geheel stilstaat, en profiteert ook de passagier nog van een aantal decimeters kreukelzone van de auto. Dat is weliswaar geen eenvoudig rekensommetje, maar het kan de kracht op de passagier waarschijnlijk wel met een factor 5 verminderen (zeker niet verwaarloosbaar). Nog steeds een potentieel dodelijke kracht, maar het kan daardoor wél nog de moeite zijn een ambulance te laten aanrukken ipv de auto met de zwarte vlaggetjes.

Maar goed, als je nog niet eens van arbeid hebt gehoord zal je hiermee waarschijnlijk ook nog geen weg hoeven kunnen. Dan houden we het maar theoretisch.

Zolang je maar beseft dat het verschil dat je hier hebt uitgerekend in de praktijk behoorlijk minder groot zal zijn.

Weet al waar de fout zit, ben die 5,0 cm in meter vergeten omzetten...

Dat mag hoogstens een factor 10² verschil maken. En jij had een verschil van een factor 10³..... ??

Malanrian

Jan van de Velde schreef:Dat dashboardverhaal is wel een erg theoretische benadering dan, want je "goede" uitkomst veronderstelt dat de auto zelf al klaar was met botsen en dus geheel (ingekreukeld) stilstond vóórdat de passagier tegen het dashboard smakte, zodat de remweg van de passagier beperkt blijft tot die 5 cm dashboardindeuking. En dat kán eenvoudigweg haast niet. De passagier heeft en houdt de snelheid van 50 km/h, en laat die nou eens een meter van het dashboard verwijderd zitten. Dan raakt de passagier het dashboard nopg vóór de auto geheel stilstaat, en profiteert ook de passagier nog van een aantal decimeters kreukelzone van de auto. Dat is weliswaar geen eenvoudig rekensommetje, maar het kan de kracht op de passagier waarschijnlijk wel met een factor 5 verminderen (zeker niet verwaarloosbaar). Nog steeds een potentieel dodelijke kracht, maar het kan daardoor wél nog de moeite zijn een ambulance te laten aanrukken ipv de auto met de zwarte vlaggetjes.

Maar goed, als je nog niet eens van arbeid hebt gehoord zal je hiermee waarschijnlijk ook nog geen weg hoeven kunnen. Dan houden we het maar theoretisch. Zolang je maar beseft dat het verschil dat je hier hebt uitgerekend in de praktijk behoorlijk minder groot zal zijn.

Dat mag hoogstens een factor 10² verschil maken. En jij had een verschil van een factor 10³..... ??

Gelukkig dat het hier gaat om een theoretische benadering dan.

Nee, ik had toch 10³.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Vraagstuk op wetten van newton

Vraagstuk op wetten van newton

Re: Vraagstuk op wetten van newton

Re: Vraagstuk op wetten van newton

Re: Vraagstuk op wetten van newton

Re: Vraagstuk op wetten van newton

Re: Vraagstuk op wetten van newton

Re: Vraagstuk op wetten van newton