Springen naar inhoud

[natuurkunde] krachten op voorgespannen buis


  • Log in om te kunnen reageren

#1

JorisKr

    JorisKr


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 12:29

Ik heb een frame waarin 3 wielen bevestigd zijn (zie bijlage). Het bovenste wiel wordt voorgespannen met 2000 N tegen een ronde buis, waardoor mijnsinziens automatisch de onderste wielen elk met 1000 N in verticale richting voorgespannen worden, omdat alle wielen aan 1 frame zitten.

Omdat de buis rond is en de wiel vlak hebben we te maken met een lijncontact, waardoor de onderste wielen alleen onder de gegeven hoek van 55 deg (waaronder het wiel staat) kracht kunnen uitoefenen op de buis. Deze kracht is 1221 N. De buis oefent dezelfde krachten uit op de wielen als de wielen op de buis waardoor evenwicht ontstaat.

Nu druk ik aan een kant tegen het frame met 500 N. Logischerwijs verwacht ik dat aan 1 zijde het wiel extra belast wordt (voorspankracht + 500 N) en aan de andere kant ontlast (voorspankracht - 500 N). Maar ik kan dit niet bewijzen met een tekening van krachtenevenwicht. Volgens mij is het heel simpel maar ik kom er niet uit. Kan iemand mij helpen?

Bijgevoegde miniaturen

  • voogespannen_wiel.GIF

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

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44881 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 17 januari 2009 - 12:46

Dag JorisKr, welkom :D op het forum Huiswerk en Practica.

Jij wilt vlot hulp. Dat is alleen goed mogelijk als je daar zelf wat voor doet.

Naast de algemene regels van dit forum hebben we voor dit huiswerkforum een paar speciale regels en tips.
Die vind je in de huiswerkbijsluiter

In die huiswerkbijsluiter staat bijvoorbeeld:

Quote

VAKGEBIED-TAGS
Plaats het vakgebied waarop je vraag betrekking heeft tussen rechte haken in de titel.
bijv: [biologie] of [frans]. Zo blijft dit huiswerkforum overzichtelijk.

Hebben we even voor je gedaan. Denk je er de volgende keer zťlf aan??

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

#3

Sjakko

    Sjakko


  • >1k berichten
  • 1007 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 13:54

Stel eens krachtenevenwicht op in horizontale en verticale richting. Volgens mij dien je trouwens de cosinus te gebruiken waar jij de sinus hebt gebruikt.

#4

JorisKr

    JorisKr


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 14:43

Klopt inderdaad moet de cosinus gebruiken. Zie bijlage.

Dit krachtenevenwicht is juist het probleem ... Op het moment dat de extra kracht niet uitgeoefend wordt, oefent de buis dezelfde kracht op het wiel uit als het wiel op de buis. Dus 2000 N op het bovenste wiel en 1743 N op beide onderste wielen. Daarom is alles in evenwicht.

In de situatie met de kracht is het verticale evenwicht mijnsinziens nog hetzelfde:

Som van F = 2000 - 1000 - 1000 = 0

Het horizontale evenwicht zie ik echt niet. Om een of andere reden kan ik voor mezelf niet aantonen waarom de kracht op 1 kant de andere kant beinvloed. Iemand een tip? Krachtenevenwicht opstellen heb ik al vaak geprobeerd maar ik kom er echt niet uit !

De horizontale component van de voorspankracht op de onderste wielen is tan55*1000 = 1428N. Het probleem wat ik heb is dat beide krachten elkaar al tegenwerken en zo al een evenwicht creeren. Wat ik niet kan bewijzen op papier is waarom de extra kracht van 500 N aan een kant erbij komt en aan een kant eraf gaat ...

Bijgevoegde miniaturen

  • voogespannen_wiel2.GIF

Veranderd door JorisKr, 17 januari 2009 - 14:46


#5

Sjakko

    Sjakko


  • >1k berichten
  • 1007 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 15:47

In de situatie met de kracht is het verticale evenwicht mijnsinziens nog hetzelfde:

Som van F = 2000 - 1000 - 1000 = 0

Dat is onmogelijk, want als je de kracht van 500N aanbrengt, dan zal de kracht rechtsonder in de tekening toenemen, anders is er geen horizontaal krachtenevenwicht. Aangezien die kracht rechtsonder toeneemt, zal logischerwijs ook zijn verticale component toenemen (meer dan 1000N dus!). Om dan toch aan verticaal krachtenevenwicht te kunnen voldoen, moet de verticale component van de kracht linksonder in de tekening dus afnemen dus neemt de kracht linksonder af.

Het horizontale evenwicht zie ik echt niet. Om een of andere reden kan ik voor mezelf niet aantonen waarom de kracht op 1 kant de andere kant beinvloed. Iemand een tip? Krachtenevenwicht opstellen heb ik al vaak geprobeerd maar ik kom er echt niet uit !

Deze heb ik nu ook beantwoord.

Om de krachten precies uit te kunnen rekenen, dien je in beide richtingen krachtenevenwicht op te stellen. Je krijgt dan twee vergelijkingen met twee onbekenden (namelijk de twee krachten met die hoek van 55graden). Dat is oplosbaar.

#6

JorisKr

    JorisKr


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 20:47

Oke ik kom in de richting, bedankt. Zie de bijlage.

Links is de originele situatie. Rechts met de extra kracht. Alleen nu klopt mijn horizontaal evenwicht niet. Ik mis 500 N naar rechts maar ik heb meer het gevoel alsof ik een kracht ergens mis ....

Ik heb zo gerekend:

1) kracht op het linker wiel was 1428,1 -> door de 500 N extra wordt dit 1928,1
2) 1928,1 is de horizontale component, de verticale component wordt hierdoor 1350,1
3) vanwege het vericaal evenwicht is de verticale kracht op het andere wiel rechts 2000 - 1350,1 = 649,9
4) hierdoor is de horizontale component van de kracht op het rechter wiel 928,1 zoals verwacht

Zoals gezegd klopt nu echter het horizontaal evenwicht nog niet, ik mis ergens 500 N naar rechts gericht. Voor mijn gevoel ben ik een kracht vergeten. De krachten in de bijlage zijn de krachten die werken om het frame met de drie wielen. Ik dacht eerst dat het iets te maken had met de kracht die de pijp in evenwicht houdt. Maar alleen het frame zelf moet ook in evenwicht zijn dus ook hier zou ergens 500 N nog moeten werken. Iemand ?

Bijgevoegde miniaturen

  • voogespannen_wiel3.GIF

#7

Sjakko

    Sjakko


  • >1k berichten
  • 1007 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 17 januari 2009 - 21:36

1) kracht op het linker wiel was 1428,1 -> door de 500 N extra wordt dit 1928,1

Onjuist, want dan ga je ervan uit dat de andere kracht gelijk blijft en dat kan niet ivm verticaal krachtenevenwicht.

Ik noem de kracht linksonder even F1 en de kracht rechtsonder even F2. Laat ik het horizontale krachtenevenwicht opschrijven:

LaTeX Dit is alles wat je erover kunt zeggen in horizontale richting. Je weet simpelweg nog niet hoe groot F1 en F2 zijn. Je weet alleen dat alle componenten in horizontale richting in evenwicht zijn, ofwel samen optellen tot nul. Dat is ook precies wat de vergelijking zegt.

Iets dergelijks geldt ook in verticale richting (stel die vergelijking op!). Je houdt dan 2 vergelijkingen met 2 onbekenden over en dit is wiskundig oplosbaar. Laat even weten of het lukt. :D





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures