Vraagstuk arbeid/wrijving

mpolet

Een skiër (m = 50,0 kg) vertrekt vanuit rust van de top van een helling die een hoek maakt van 20° met de horizontale. Na 200 m te hebben afgelegd is de snelheid van de skiër gelijk aan 30,0 m/s. De wrijving met de lucht mag je verwaarlozen.

a. Hoeveel bedraagt de wrijvingsarbeid met de sneeuw?

b. Wat is de grootte van de kinetische wrijvingscoëfficiënt?

c. Hoe lang duurt voor de skiër volledig tot stilstand is gekomen?

d. Hoeveel meter heeft de skiër dan afgelegd?

Ik probeer het volgende:

a. Wrijvingsarbeid:

1. bij het moment van stilstand:

Totale mech E = mgh

2. na 200 m

Totale mech E = 0 + 1/2 mv² - F wrijvingsarbeid

Dus 167,76 J = 22500 J - F wrijvingsarbeid

<=> Wrijvingsarbeid = 22332,25 J

b. Wat is de grootte van de kinetische wrijvingscoëfficiënt

Fwr = F wrijvingsarbeid / afgelegde afstand

Fwr = 22332,25 / 200 = 111,66 N

Fwr = F normaal * wrijvingscoëfficiënt

<=> wrijvingscoëfficiënt = Fwr / mg cos(omega) = 0,24

c & d

Volgens mij komt die skiër helemaal niet tot stilstand. Er moet toch een versnelling zijn, want anders kan hij toch nooit van snelheid nul naar snelheid 30 m/s gaan?

Is mijn redenering verkeerd?

Jan van de Velde

mpolet schreef:2. na 200 m

Totale mech E = 0 + 1/2 mv² - F wrijvingsarbeid

probeer het eens met een consequentere vorm van de wet van behoud van energie=

Δmgh + Δ½mv²+W = 0

denk daarbij om de plus- en mintekens, en dan vind ik een wrijvingsarbeid van 11052 J na 200 m.

c & d

Volgens mij komt die skiër helemaal niet tot stilstand. Er moet toch een versnelling zijn, want anders kan hij toch nooit van snelheid nul naar snelheid 30 m/s gaan?

Ben ik met je eens. Staat er nergens een plaatje of zo bij waarbij die helling na 200 m overgaat in een horizontaal vlak ?

mpolet

Jan van de Velde schreef:probeer het eens met een consequentere vorm van de wet van behoud van energie=

Δmgh + Δ½mv²+W = 0

denk daarbij om de plus- en mintekens, en dan vind ik een wrijvingsarbeid van -11052 J na 200 m.

Bedankt voor de tip. Zo zal ik minder fouten maken met die mintekens...

Ben ik met je eens. Staat er nergens een plaatje of zo bij waarbij die helling na 200 m overgaat in een horizontaal vlak ?

Neen, er staat geen afbeelding bij.

Jan van de Velde

Neen, er staat geen afbeelding bij.

dan houdt het op, tenzij je een antwoordenboekje hebt. Dan zouden we, vanuit dat antwoord redenerend, kunnen uitzoeken hoe de oefening verder had moeten gaan.

mpolet

Het zijn oude examenvragen, dus ik heb de antwoorden helaas niet. Misschien is het een strikvraag :eusa_whistle:

Maar toch bedankt voor uw hulp.

Jan van de Velde

Het zijn oude examenvragen,

Weet je welk examen?

mpolet

Dit is de pdf van het examen. Het is vraag 6. Zoals u ziet staat er geen plaatje bij.

Jan van de Velde

Zou je hem kunnen afwerken als we veronderstellen dat de tekst had moeten luiden:

Een skiër (m = 50,0 kg) vertrekt vanuit rust van de top van een helling die een hoek maakt van 20° met de horizontale. Na 200 m te hebben afgelegd is de snelheid van de skiër onderaan de helling gelijk aan 30,0 m/s. Daarna glijdt de skiër horizontaal verder. De wrijving met de lucht mag je verwaarlozen.

Zo ongeveer moet hij bedoeld zijn.

mpolet

A.

Wwr = -11052,17 J

B.

Fwr = Wwr / 200 = -55,26 N

Fwr = µwr * sin(omega)mg

µwr = Fwr / (sin(omega)mg) = -0,32 (mag dit wel negatief zijn?)

C.

Geen idee

ik dacht eerst aan

t = afgelegde afstand/gemiddelde snelheid

maar dit mag natuurlijk niet want de versnelling is niet constant...

D.

0 = Δ1/2 mv² + W

<=> -(Fwr * d) = 1/2 m 30²

<=> d = -(1/2 mv²) / (mg * µwr) = 143,35 m

Jan van de Velde

mpolet schreef:B.

Fwr = Wwr / 200 = -55,26 N

Fwr = µwr * sin(omega)mg

µwr = Fwr / (sin(omega)mg) = -0,32 (mag dit wel negatief zijn?)

kwestie van referentiestelsel, maar als je je bewegingsrichting positief neemt is het logisch dat de wrijvingskracht negatief is. Dat ligt overigens eerder aan de richting van de kracht dan aan een negatieve wrijvingscoëfficiënt, wat inderdaad niet gebruikelijk is, zoals ook hier.

C.

Geen idee

ik dacht eerst aan

t = afgelegde afstand/gemiddelde snelheid

maar dit mag natuurlijk niet want de versnelling is niet constant...

waarom zou die niet constant zijn? Veranderen de krachten onderweg?

D.

0 = Δ1/2 mv² + W

<=> -(Fwr * d) = 1/2 m 30²

<=> d = -(1/2 mv²) / (mg * µwr) = 143,35 m

check. Als je dit lukt, is er geen enkele reden waarom c niet zou lukken, want beide antwoorden hangen sterk samen.

mpolet

waarom zou die niet constant zijn? Veranderen de krachten onderweg?

Juist.

Ik zal verward geweest zijn.

t= 143,55/15 = 9,57s

Zou er een manier zijn om t te berekenen zonder dat je de de afstand weet?

Jan van de Velde

Zou er een manier zijn om t te berekenen zonder dat je de de afstand weet?

a=F/m

v_t = v_o + at

mpolet

Jan van de Velde schreef:a=F/m

v_t = v_o + at

a= (mg * -.32) / 50 = -3,13

0 = 30 + -3,13t <=> t = 9,55s

Aha. Hartelijk dank

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Vraagstuk arbeid/wrijving

Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving

Re: Vraagstuk arbeid/wrijving