[natuurkunde] massa afschieten met veer

JorisKr

Ik heb een opdracht waarbij ik een massa moet afschieten doormiddel van een veer:

Veerconstante C = 10000 N/m

Massa m = 200 kg

g = 10 m/s^2

Fz = 200 * 10 = 2000 N

Ik heb hier een aantal vragen over verschillende situaties die kunnen voorkomen maar volgens mij komen ze allemaal op hetzelfde neer en ik vermoed dat het probleem in de hoek arbeid zit ...

1) Ik plaats de massa op de veer en de veer wordt ingedrukt. De indrukking is volgens de formule F = C * u ofwel u = F / C = 2000 / 10000 = 0.20 m

De massa is 0.20 m gezakt en heeft dus arbeid verricht: Wz = Fz * u = 2000 * 0.20 = 400 J

Door het indrukken van de veer bevat de veer nu potentiële energie: Ev = 1/2 * C * u^2 = 1/2 * 10000 * 0.2^2 = 200 J

De veer heeft de zwaartekracht tegengewerkt en heeft dus ook arbeid verricht: Wv = F * u

Voor F nemen we de gemiddelde kracht die de veer geleverd heeft: F = 1/2 * C * u

Arbeid verricht door de veer is dan: Wv = ½ * C * u^2 = ½ * 10000 * 0.2^2 = 200 J

De arbeid die door de zwaartekracht verricht wordt is evengroot als de arbeid die door de veerkracht verricht is en de potentiële energie die nu in de veer zit. Is dit verhaal in overeenstemming met het feit dat de kogel en veer in evenwicht zijn?

2) Ik druk de veer nu met 3000 N spierkracht extra in.

Deze extra indrukking is: F = C * u ofwel u = F / C = 3000 / 10000 = 0.30 m

De potentiële energie die nu in de veer zit is nu: Ev = 1/2 * C * u^2 = 1/2 * 10000 * 0.5^2 = 1250 J

De massa is 0.30 m gezakt en heeft dus arbeid verricht: Wz = Fz * u = 2000 * 0.30 = 600 J

De arbeid die door de veerkracht is verricht is: Wv = ½ * C * u^2 = ½ * 10000 * 0.3^2 = 450 J

Nu weet ik echter niet hoe ik nu verder moet ...

Dit hele verhaal vergeten en simeplweg zeggen dat de potentiële energie in de veer volledig omgezet wordt in zwaarteenergie kan mijnsinziens niet. Omdat dit zou beteken dat de veer ook omhoog gaat als de massa in rust is omdat de veer dan ook 200 J potentiële energie bevat.

Ik maak ergens een denkfout maar ik kan het nog niet vinden ... iemand een idee?

Jan van de Velde

Ik maak ergens een denkfout maar ik kan het nog niet vinden ... iemand een idee?

hiero:

De massa is 0.20 m gezakt en heeft dus arbeid verricht: Wz = Fz * u = 2000 * 0.20 = 400 J

die veerkracht is niet over heel de afstand van 20 cm gelijk: in het begin is die niks, pas op het eind is die kracht 2000 N.

JorisKr

klopt helemaal. maar Wz is de arbeid van de zwaarte energie en niet van de veer energie en de zwaartekracht is wel constant over die 0.20 m ...

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] massa afschieten met veer

[natuurkunde] massa afschieten met veer

Re: [natuurkunde] massa afschieten met veer

Re: [natuurkunde] massa afschieten met veer