Fysica --> principe van arbeid en energie

karensouvereyns

Hoi,

Ik heb een aantal vragen waar ik niet aan uit kan.

Misschien dat iemand onder jullie me er even mee kan helpen, het is nogal dringend want heb morgen mijn examen en ik dacht dat ik het allemaal begreep, maar ik krijg eht even niet meer onder controle:

1:

men tilt een blok van 15kg op dat oorspronkelijk in rust is. 50cm hoger en levert men levert hierbij 100J aan arbeid.

wat is de snelheid van het blok?

ik dacht: Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

0 = mv^2/2 - 100

v = 3,65 m/s

Maar in het boek staat er als antwoord: 1,88 m/s

2:

je skiet van een helling van 15 graden. als je een snelheid van 10m/s hebt laat je je 100 m langs de helling recht naar beneden glijden. Neem aan dat de wrijving verwaarloosbaar is. wat is dan je snelheid? wat is de snelheid als de wrijvingscoefficient tussen sneeuw en skies 0,1 is?

3:

een proton komt met een snelheid van 0,005 c (c=lichtsnelheid) in een gebied met een elektrisch veld van 2,5 x 106 4 V/m. de snelheid van het proton is tegengesteld aan de richting van het veld. Hoe dringt het proton door in dit gebied?

4:

een man bevind zich op een planeet met massa 2 x 10^13 kg en een straal van 1,00km

hoelang duurt het om een voorwerp vanuit rust over een verticale hoogte van 1m te laten vallen?

als men een bal verticaal omhoog gooit met een beginsnelheid van 1m/s wat is dan de maximale hoogte die die bal kan bereiken? (letop: valversnelling mag niet constant verondersteld worden) wat gebeurt er als de beginsnelheid dubbel zo groot is ?

met welke snelheid moet de bal horizontaal geworpen worden om een cirkelbaan juist boven het oppervlak van de planeet te beschrijven?

Morzon

1. Je stopt 100 J in om een blok 0.5 m omhoog te krijgen. Dus:

100J=Gravitatie(Potentiele) Energie+Kinetische Energie+wrijving

Nu moet het wel lukken.

Wat heb je voor de rest geprobeerd?

karensouvereyns

owkeej thanks, dat moet zeker en vast wel lukken.

aan de rest ben ik wel begonnen maar ik heb eigenlijk geen idee hoe het moet ...

misschien dat jullie me op weg kunnen helpen?

aadkr

Bij vraag:3

\(\vec{F}=q.\vec{E}\)

q is de elektr. lading van het proton. ( is gelijk aan de lading van een elektron ,maar dan positief.

E is gegeven. Je kunt nu de elektr. kracht op het proton berekenen.

Je weet de massa van het proton. Je kunt nu met F=m.a de constante vertraging van het proton berekenen.

S =t.v(0) -1/2 .a .t^2

0= 0,005 c - a .t

Morzon

Helaas moest ik gisteren weg dus ik heb je vragen niet kunnen beantwoorden.

Maar misschien heb je er nog wat aan:

(1 en 3 heb je inmiddels al)

2. Als de helling een hoek van 15 graden maakt met de horizontaal, en de zwaartekracht en normaalkracht zijn de enige krachten waar je rekening mee moet houden, dan kan je de zwaartekracht ontbinden in een horizontale component(in de bewegingsrichting van het blok) en in een verticale component(tegengesteld aan de normaalkracht). Omdat het blok niet omhoog of omlaag beweegt, betekend dit dat de verticale compnent en de normaalkracht aan elkaar gelijk zijn. Daar hoef je geen rekening meer te houden dus. De horizontale compnent geeft de versnelling aan, dus kan je door gerbuik te maken van de formules voor rechtlijnig beweging (constante versnelling) de snelheid berekenen. (natuurlijk kan dit gedeelte zonder wrijving ook met energie omzettingen)

Als we rekening moeten houden met wrijving, dan werkt er ook nog een kracht tegengesteld aan de horizontale component van de zwaartekracht.

\(F_w=F_n* \mu_k\)

4. Gravitatiewet Newton:

\(F=G\frac{M_{planeet}M_{iets}}{(r+h)^2}\)

[1]

Waarin:

r de straal van de planeet is

h de hoogte boven het oppervlak van de planeet.

Als we [1] gelijk stellen aan M_{iets} maal a, dan is a de zwaartekrachtsversnelling, en is dus afhankelijk van de straal van de planeet en de hoogte boven het oppervlak van de planeet waar je een massa laat vallen.

Dit in combinatie met

\(M_{iets}\frac{v^2}{r}\)

("Centrifugaal kracht") zal je tot het juiste antwoord moeten leiden.

Jan van de Velde

2. Als de helling een hoek van 15 graden maakt met de horizontaal, en de zwaartekracht en normaalkracht zijn de enige krachten waar je rekening mee moet houden, dan kan je de zwaartekracht ontbinden in een horizontale component(in de bewegingsrichting van het blok) en in een verticale component(tegengesteld aan de normaalkracht). Omdat het blok niet omhoog of omlaag beweegt, betekend dit dat de verticale compnent en de normaalkracht aan elkaar gelijk zijn.

@Morzon: En in dat blauwe deel schakel je volgens mij plotseling over naar een ander vraagstuk

Een massa (skiër) verandert van snelheid als gevolg van een (netto) kracht. Als de skiër de helling af gaat moeten we dus kijken naar de nettokracht die LANGS die helling werkt:

: helling_wil.gif (16.24 KiB) 476 keer bekeken

In dit plaatje is je skiër dat blokje, hier op een helling van 35°, maar voor het principe doet dat er niet toe. De skiër wordt dus versneld LANGS die helling volgens de component van de zwaartekracht die LANGS die helling werkt. Hier die lila vector. Reken het stap voor stap uit.

-neem een massa voor de skiër (Niet dat de massa van de skiër ertoe doet, maar vergeet dat even en gewoon systematisch dóórdoen)

- de zwaartekracht op de skiër wordt gegegen door Fz = m·g

- Langs de helling komt dat neer op een grootte van de lila vector (F_effectief) die je kunt berekenen met behulp van wat goniometrie (en je helling van 15°).

- Je weet hoe een voorwerp versnelt, dat beroemde Newtonformuletje Feff=m·a. Die Feff had je inmiddels berekend, de massa ken je nog, hieruit volgt vanzelf een versnelling a langs die helling.

- Je kent nu een beginsnelheid v(0) (10 m/s), een versnelling a en een afgelegde afstand s(t) (100 m). Volgens mij kun jij nu prima een eindsnelheid v(t) uitrekenen.

Als dit lukt kijken we daarna naar die wrijving.

Jan van de Velde

EDIT>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>><

valt me nu op dat de titel van dit topic arbeid en energie is.

Laatste twee stappen worden dan-

- Je kent nu een Feff, een afgelegde weg s , er volgt vanzelf een arbeid W=F·s

- er zijn gen andere energievreters in het spel, al die arbeid (energie) komt dus ten goede aan de bewegingsenergie van je skiër. Bewegingsenergie: Ekin=½mv²

- bedenk hierbij wel dat de arbeid W bewegingsenergie toevoegt: de skiër had al een beginsnelheid en dus een begin-bewegingsenergie. Niet zomaar klakkeloos optellen, want je werkt met kwadraten voor die v.

Morzon

@Morzon: En in dat blauwe deel schakel je volgens mij plotseling over naar een ander vraagstuk

\(F_n-F_z \cos{\theta}=0\)

Dit werd niet gevraagd en is eigenlijk niet nodig bij de eerste gedeelte van het vraagstuk, maar het is zeker geen onnodig detail aangezien dit in het geval met wrijving wel nodig is. Of begrijp ik het verkeerd?

Jan van de Velde

Of begrijp ik het verkeerd?

Of ik begrijp jou verkeerd.

Ik zie 4 van elkaar onafhanlkelijke vragen (trouwens ook niet handig van Karensouvereyns, maar goed)

Dan lees ik in jouw uitleg voor een vraag over een skiër die eenhelling van 15° afskiet:

Omdat het blok niet omhoog of omlaag beweegt, betekend dit dat de verticale component en de normaalkracht aan elkaar gelijk zijn.

Ik zie nog steeds niet hoe ik dat in dat vraagstuk van die skiër moet plakken. Skiër beweegt wél omlaag (versnelt zelfs), ik zie geen verticale componenten en normaalkrachten die aan elkaar gelijk zijn.

Never mind,

Zullen we afspreken Karen eerst uit vraag 2 te helpen en daarna pas met de andere door te gaan, vóór er nog meer verwarring ontstaat?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Fysica --> principe van arbeid en energie

Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie

Re: Fysica --> principe van arbeid en energie