[natuurkunde] atleet

jack87

Na het passeren van de lat komt de atleet neer op een dikke matras. De verplaatsing van de bovenkant van de matras door de vallende atleet wordt u genoemd. Ten gevolge van deze verplaatsing oefent de matras een veerkracht Fveer op de atleet uit. In figuur 2.6 is de veerkracht van de matras tijdens het neerkomen en terugveren van de atleet weergegeven.

Afbeelding

De oppervlakte onder de bovenste grafiek bedraagt 2,9.10^3 Nm, de oppervlakte onder de onderste grafiek bedraagt 1,0.10^3 Nm.

Op het moment dat de atleet de matras treft, is zijn snelheid 8,0 m/s

Na het terugveren komt de atleet weer los van de matras als de uitwijking u = 0.

-------

De volgende vragen waar ik niet uit kom:

1) Leg uit of de grafiek van figuur 2.6 met de wijzers van de klok mee of tegen de wijzers van de klok in, wordt doorlopen.

Wat willen ze hiermee zeggen, snap de vraag niet echt

2) Bereken de snelheid van de atleet op het moment dat hij weer los komt van de matras.

Hoe is dit te berekenen? Kan iemand mij dit simpel uitleggen?

Bedankt.

Jan van de Velde

1) Leg uit of de grafiek van figuur 2.6 met de wijzers van de klok mee of tegen de wijzers van de klok in, wordt doorlopen.

Wat willen ze hiermee zeggen, snap de vraag niet echt

Even nadenken. De polsstokatleet valt op de mat met hoge snelheid. Hij wordt afgeremd, en die afremming wordt sterker naarmate de mat verder wordt ingedrukt (u groter) Bij maximale indrukking is de snelheid van de atleet weer 0. Nu begint de mat weer terug te veren.

Neerkomend moet de mat verwerken, de kinetische energie die de atleet al vallend heeft, en de kinetische energie die de atleet nog steeds heeft als gevolg van de zwaartekracht. Opverend moet de atleet weer terug in beweging worden gebracht, (hopelijk minder snel anders wordt hij terug naar de lat geschoten, en dat kan niet de bedoeling van die mat zijn.)

ziet gij het licht, broeder?

2) Bereken de snelheid van de atleet op het moment dat hij weer los komt van de matras.

Hoe is dit te berekenen? Kan iemand mij dit simpel uitleggen?

Volgens mij is die snelheid niet te berekenen tenzij je weet hoe lang die atleet er over doet om van de maximale uitdeuking van de matras weer los te komen, en zonder dat je de massa van de atleet kent. En omdat de veerkracht in de tijd niet constant is, zul je bovendien kaas gegeten moeten hebben van differentieren/integreren. Of ik zie iets helemaal over het hoofd, wat óók niet uitgesloten is.

Bart

Volgens mij is die snelheid niet te berekenen tenzij je weet hoe lang die atleet er over doet om van de maximale uitdeuking van de matras weer los te komen, en zonder dat je de massa van de atleet kent. En omdat de veerkracht in de tijd niet constant is, zul je bovendien kaas gegeten moeten hebben van differentieren/integreren. Of ik zie iets helemaal over het hoofd, wat óók niet uitgesloten is.

De snelheid is te berekenen aan de hand van de Wet van Behoud van Energie. Er is niet voor niks de oppervlakten onder de grafiek gegeven. Deze geven namelijk de hoeveel energie aand (W =

F du). De hoeveelheid energie die de jumper terugkrijgt van de mat is het oppervlak onder de kleine grafiek. Stel deze gelijk aan de uiteindelijke kinetische energie die de jumper zal hebben en je kunt de snelheid uitrekenen.

Jan van de Velde

Bart heeft gelijk, die wet van behoud van energie had ik even niet aan gedacht. Blijft over als onbekende de massa van de atleet.

Bart

Bart heeft gelijk, die wet van behoud van energie had ik even niet aan gedacht. Blijft over als onbekende de massa van de atleet.

En die is zelfs te bepalen, omdat als hij op de mat valt, zijn snelheid bekend is. Tevens is de energie bekend die de mat opneemt (oppervlak onder de grote curve). Door ook hier de kinetische energie gelijk te stellen aan de veerenergie is in dit geval de massa te bepalen.

jack87

Jan van de Velde schreef:
1) Leg uit of de grafiek van figuur 2.6 met de wijzers van de klok mee of tegen de wijzers van de klok in, wordt doorlopen.

Wat willen ze hiermee zeggen, snap de vraag niet echt
Even nadenken. De polsstokatleet valt op de mat met hoge snelheid. Hij wordt afgeremd, en die afremming wordt sterker naarmate de mat verder wordt ingedrukt (u groter) Bij maximale indrukking is de snelheid van de atleet weer 0. Nu begint de mat weer terug te veren.

Neerkomend moet de mat verwerken, de kinetische energie die de atleet al vallend heeft, en de kinetische energie die de atleet nog steeds heeft als gevolg van de zwaartekracht. Opverend moet de atleet weer terug in beweging worden gebracht, (hopelijk minder snel anders wordt hij terug naar de lat geschoten, en dat kan niet de bedoeling van die mat zijn.)

ziet gij het licht, broeder?

Oeioeioei.. dit gaat me te snel en te verwarrend

Ik ben idd een stuk vergeten te vermelden (dacht dat dat niet nodig was), onderstaande stuk hoort er nog vóór dat bovenste stuk.

Code: Selecteer alles

De atleet rent naar de lat toe, plaatst de stok op de grond en met behulp van de veerkracht van de stok wordt de bewegingsenergie die bij de aanloop is verkregen, omgezet in zwaarte-energie. Tijdens de sprong voegt de atleet nog wat extra mechanische energie aan het systeem van stok en atleet toe: eerst door zich krachtig van de grond af te zetten en vervolgens door zich tijdens z'n tocht omhoog langs de stok naar boven te werken. Deze extra energietoevoeging is naar verhouding gering en mag daarom worden verwaarloosd. Ook de invloed van de luchtwrijving mag worden verwaarloosd.

[b]De atleet heeft een massa van 80 kg[/b].

Kan iemand mij kort samenvatten hoe ik de snelheid kan uitrekenen

Ik ken die gegeven (wet van behoud van energie) niet echt.

Jan van de Velde

De oppervlakte onder de bovenste grafiek bedraagt 2,9.10^3 Nm, de oppervlakte onder de onderste grafiek bedraagt 1,0.10^3 Nm.

Op de verticale as staan Newtons, kracht, op de horizontale as staan m, afstand. (cm indeuking, u)

Nm is kracht x weg, is gelijk arbeid. Dit is de oppervlakte (n x m) onder elke grafiek, en die is gegeven (zie quote). Je zou ook hokjes onder de grafieken kunnen gaan tellen, elk met een oppervlak van 1000 N x 5 cm is 50 Nm, of een integraal van de functies van de grafieken gaan bepalen...

het is logisch te veronderstellen dat de matras de atleet niet terug "afvuurt" richting de lat. Al stijgende zal zijn kinetische energie dus minder moeten zijn dan toen hij neerkwam.... Het verschil aan energie is door de mat geabsorbeerd, en zal vrijgekomen zijn in de vorm van warmte of zo. Dus de grafiek met daaronder de grootste oppervlakte stelt de arbeid van de mat tijdens het dalen voor, en de oppervlakte onder de onderste grafiek de arbeid tijdens het opveren....

Tijdens het opveren verricht de mat arbeid ter waarde van 1,0*10^3 Nm. Deze wordt geheel omgezet in kinetische energie van de 80 kg zware atleet. 1/2*m*v^2 ??

jack87

Tijdens het opveren verricht de mat arbeid ter waarde van 1,0*10^3 Nm. Deze wordt geheel omgezet in kinetische energie van de 80 kg zware atleet. 1/2*m*v^2 ??

Moet ik die 2 vergelijkingen gelijk stellen?

Dus iets van 1,0.10^3 Nm = 0,5m.v² ??

Maar de vraag is toch wanneer hij eventjes loskomt van de mat nadat ie op de mat gevallen is toch?

----------

1) Leg uit of de grafiek van figuur 2.6 met de wijzers van de klok mee of tegen de wijzers van de klok in, wordt doorlopen.

Van deze snap ik nog niet, wat bedoelen ze met met de klok mee of tegen de klokk in doorlopen?

Jan van de Velde

de vraag luidde:

Bereken de snelheid van de atleet op het moment dat hij weer los komt van de matras.

Dus iets van 1,0.10^3 Nm = 0,5m.v2 ??

Yes.....

En je laatste vraag: EERST daalt de atleet. Tijdens het dalen moet de mat de atleet opvangen volgens de vrijwel rechte grafiek. DAARNA moet de mat de atleet doen terugveren volgens de tweede grafiek. Vanuit het 0-punt starten (F=0), bovenste grafiek volgen, vanaf het keerpunt volgens onderste grafiek weer naar 0. Als je dat rondje over de grafieken draait, ga je met de klok mee.......

jack87

En je laatste vraag: EERST daalt de atleet. Tijdens het dalen moet de mat de atleet opvangen volgens de vrijwel rechte grafiek. DAARNA moet de mat de atleet doen terugveren volgens de tweede grafiek. Vanuit het 0-punt starten (F=0), bovenste grafiek volgen, vanaf het keerpunt volgens onderste grafiek weer naar 0. Als je dat rondje over de grafieken draait, ga je met de klok mee.......

Ok.. nu snap ik de bedoeling

Je legt het duidelijk uit, mijn complimenten.

Dus als ik de vergelijkding oplost, moet ik uiteindelijk die onbekende v (van v^2) berekenen toch?

Jan van de Velde

Yes......

Als je goed kijkt is de wereld zoooo simpel......

jack87

1,0.10³ Nm = 0,5.m.v²

v² = 1,0.10³ / 0,5.80 = 25

v=5 m/s

Wow.. dat we zoveel gegevens kunnen uithalen uit een grafiekje.

Jan van de Velde

Wow.. dat we zoveel gegevens kunnen uithalen uit een grafiekje.

Ja, maar dat is alleen maar omdat we het er eerst instoppen. En daarna hopen we dat de lezer het begrijpt. En dat is niet persoonlijk voor jou bedoeld, maar is een algemeen probleem bij informatie-overdracht.

Welterusten.

jack87

EERST daalt de atleet. Tijdens het dalen moet de mat de atleet opvangen volgens de vrijwel rechte grafiek.

Nog een keer

Waarom moet het een rechte grafiek zijn bij het opvangen? Deukt het niet juist in om de atleet op te vangen? Want nu snap ik niet waarom de mat niet indeukt tijdens het opvangen. Of is de atleet bij het opvangen nog in de 'lucht' en nog niet is neergekomen.

Op het moment dat de atleet de matras treft, is zijn snelheid 8,0 m/s

Moet er met de gegeven snelheid van de atleet niet iets mee worden berekend bij het berekenen van de snelheid op het moment dat hij wee rlos komt van de matras?

Jan van de Velde

Dat hoeft helemaal geen rechte grafiek te zijn. Ik gebruikte de term 'vrijwel recht' om het verschil met die andere, hele kromme, aan te duiden.....

Je leest kennelijk de grafiek niet goed. Pak op school eens een krachtmetertje. (veerbalans) Trek de krachtmeter een cm uit. Lees de kracht af. Verdubbel de uittrekking, lees de krachtmeter af. Herhaal dit totdt de krachtmeter niet verder kan. Zet je meetpunten in een grafiek, met op de verticale as de afgelezen kracht in Newton, en op de horizontale as de uittrekking in cm...... Door je meetpunten trek je als het goed is een rechte lijn door het nulpunt.

De helling van deze lijn hangt af van je veer, (en grafisch van je gekozen schaalverdelingen natuurlijk)maar deze geeft de veerconstante

Lees voor "uitrekken van veer" nou eens "indrukken van veer". Hier geldt diezelfde veerconstante.

Lees voor "indrukken van veer" , nou eens "indrukken van mat door atleet"

De vorm van die grafiek hangt helemaal af van het soort mat, maar jouw mat reageert bijna als een ideale veer tijdens het indeuken: de kracht is bijna recht evenredig met de indeuking.......(bijna rechte lijn,veerconstante)

Als de atleet weer terugveert, geldt dit niet meer. Er is in de tussentijd lucht uit de mat ontsnapt of zo, ik weet niet hoe die matten in de praktijk werken. In ieder geval, de mat werkt niet meer als een (bijna) ideale veer, en oefent dus een kracht uit die eerst snel vermindert per cm minder indeuking, (steile deel 2e grafiek) en later langzaam vermindert als hij weer bijna uitgedeukt is.

Ik hoop dat je nou echt duidelijk is waar die grafiek op slaat, anders moeten we helemaal op 0 beginnen over veren en veerconstantes.

Moet er met de gegeven snelheid van de atleet niet iets mee worden berekend bij het berekenen van de snelheid op het moment dat hij wee rlos komt van de matras?

kom ik zo op terug.....

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] atleet

[natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet

Re: [natuurkunde] atleet