[natuurkunde] Beer op loopplank

angel1995

Een hongerige beer van 700 N wandelt over een drager in een poging een mand met snoep te bemachtigen die hangt aan het uiteinde van de drager. De drager is uniform, weegt 200 N en is 6,00 m lang. De mand weegt 80,0 N. a) Als de beer zich op een afstand x = 1,00 m van de wand bevindt, wat is dan de spankracht in de kabel? b) Wat zijn op dat moment de componenten van de kracht uitgeoefend door de wand op de drager?

a) Heb ik al berekend en is 343 N

b) de x-component heb ik en is 171 N. Voor de y-component te bereken had ik het volgende y-component = F_z(zwaartekracht plank) - T.sin60°

= 200N - 343.sin60°

= -97,05 N

Maar het antwoord zou dus 683 N moeten zijn.

Anton_v_U

Mooi dat deel a is gelukt. Je bent er dus niet ingetuind dat je voor de arm van de spankracht niet 6m moet nemen maar de loodrechte afstand tussen draaipunt en kabel (in technische termen de afstand van de werklijn van de kracht tot het draaipunt).

Met deze momentenanalyse heb je alle krachten bepaald behalve de kracht op het draaipunt. Leg uit hoe het kan dat deze laatste kracht nog onbepaald is.

Aangezien de plank niet alleen niet draait maar ook nog eens helemaal niet versnelt, hebben we nog een tweede ijzer in het vuur om de kracht in het draaipunt te bepalen. Wat is dat?

ps. ik kan me voorstellen dat de beer honger heeft. Hij weegt beduidend minder dan ik

Jan van de Velde

(waarom heet deze topic kracht hamer???)

wat doet die hoek in die berekening voor b?

alles staat stil dus er is evenwicht van momenten. Dat is er overal, want er is nergens een punt rondom welk er ook maar iets draait. Het doet er dus niet toe rondom welk punt je dat bepaalt.

neem dus als draaipunt het eind van de plank waar de mand hangt, spijker dat in gedachten met een scharnier vast op de achtergrond.

kracht x arm (massamiddelpunt plank) + kracht x arm (beer) = - kracht x arm (muurbevestiging)

: beer.gif (20.03 KiB) 311 keer bekeken

angel1995

Anton_v_U schreef: ↑ma 23 dec 2013, 16:42
Mooi dat deel a is gelukt. Je bent er dus niet ingetuind dat je voor de arm van de spankracht niet 6m moet nemen maar de loodrechte afstand tussen draaipunt en kabel (in technische termen de afstand van de werklijn van de kracht tot het draaipunt).

Met deze momentenanalyse heb je alle krachten bepaald behalve de kracht op het draaipunt. Leg uit hoe het kan dat deze laatste kracht nog onbepaald is.

Aangezien de plank niet alleen niet draait maar ook nog eens helemaal niet versnelt, hebben we nog een tweede ijzer in het vuur om de kracht in het draaipunt te bepalen. Wat is dat?

ps. ik kan me voorstellen dat de beer honger heeft. Hij weegt beduidend minder dan ik

Deze kracht is nog onbepaald omdat ze aangrijpt in het rotatiepunt. De krachten die in het rotatiepunt aangrijpen moet je niet meenemen in de berekening van de torsie.

De tweede manier is dat de som van alle krachten moet gelijk zijn aan nul. Maar dat is toch hetgene dat ik heb uitgeschreven voor de y-component van de kracht in het rotatiepunt?

Anton_v_U

kracht x arm (massamiddelpunt plank) + kracht x arm (beer) = - kracht x arm (muurbevestiging)

Misschien heb ik je niet begrepen maar dit werkt denk ik niet niet want de richting van de kracht aan de muurbevestiging zal niet loodrecht omhoog zijn.

Als je de werklijn niet kent kun je ook de arm niet bepalen. Je kunt volgens mij beter rekenen vanuit het draaipunt links omdat van alle andere krachten (zwaartekracht en spankracht) aangrijpingspunt en werklijn wel bepaald is en de arm dus ook.

angel1995

Jan van de Velde schreef: ↑ma 23 dec 2013, 16:49
(waarom heet deze topic kracht hamer???)

wat doet die hoek in die berekening voor b?

alles staat stil dus er is evenwicht van momenten. Dat is er overal, want er is nergens een punt rondom welk er ook maar iets draait. Het doet er dus niet toe rondom welk punt je dat bepaalt.

neem dus als draaipunt het eind van de plank waar de mand hangt, spijker dat in gedachten met een scharnier vast op de achtergrond.

kracht x arm (massamiddelpunt plank) + kracht x arm (beer) = - kracht x arm (muurbevestiging)

[attachment=14712:beer.gif]

ja sorry voor de naam van het topic, ik was eerst bezig met een ander vraagstuk op het forum te zetten, maar ik heb toen toch zelf mijn fout gevonden.

T.sin60° is de y-component van de trekkracht vandaar de hoek.

Ja ik snap je manier van werken, maar bij de eerste berekening heb ik deze methode al toegepast (mijn scharnierpunt lag wel aan de andere kant, maar dit maakt zoals je zei inderdaad niets uit). Maar het moet toch ook mogelijk zijn om aan de hand van de berekening van a, b ook te berekenen zonder dat je nog eens de berekening opnieuw moet doen maar dan voor een anders gekozen rotatiepunt?

Anton_v_U

Maar dat is toch hetgene dat ik heb uitgeschreven voor de y-component van de kracht in het rotatiepunt?

angel1995 schreef: ↑ma 23 dec 2013, 16:18
Voor de y-component te bereken had ik het volgende y-component = F_z(zwaartekracht plank) - T.sin60°

= 200N - 343.sin60°

= -97,05 N

Die beer ziet er wel heel lief uit maar je kunt 'm toch beter niet over het hoofd zien in je berekening en ook als je niet van snoepen houdt moet je aan het mandje denken.

angel1995

Anton_v_U schreef: ↑ma 23 dec 2013, 17:26
Die beer ziet er wel heel lief uit maar je kunt 'm toch beter niet over het hoofd zien in je berekening en ook als je niet van snoepen houdt moet je aan het mandje denken.

Ik heb deze niet meegenomen omdat de zwaartekracht van de beer toch gecompenseerd wordt door zijn normaalkracht en bij het mandje wordt de zwaartekracht toch gecompenseerd door de trekkracht in het touw waaraan het mandje hangt?

Jan van de Velde

Erase memory.

reboot:

Jan van de Velde schreef: ↑ma 23 dec 2013, 16:49
alles staat stil dus er is evenwicht van momenten. Dat is er overal, want er is nergens een punt rondom welk er ook maar iets draait. Het doet er dus niet toe rondom welk punt je dat bepaalt.

neem dus als draaipunt het eind van de plank waar de mand hangt, spijker dat in gedachten met een scharnier vast op de achtergrond.

kracht x arm (massamiddelpunt plank) + kracht x arm (beer) = - kracht x arm (muurbevestiging)

beer.gif (20.03 KiB) 312 keer bekeken

Anton_v_U

angel1995 schreef: ↑ma 23 dec 2013, 17:48
Ik heb deze niet meegenomen omdat de zwaartekracht van de beer toch gecompenseerd wordt door zijn normaalkracht en bij het mandje wordt de zwaartekracht toch gecompenseerd door de trekkracht in het touw waaraan het mandje hangt?

Hoe zat het ook alweer, zoek de 3e wet van Newton weer eens op:

De zwaartektacht van de arde op de beer wordt teniet gedaan door de normaalkracht van de plank op de beer. So far so good.

De zwaartekracht op de beer heeft als broertje (3e wv=N) de kracht die de beer op de aarde uitoefent. Deze laten we verder buiten beschouwing (de aarde is zo zwaar, je merkt het effect niet)

De normaalkracht van de beer heeft als broertje (3e wvN) de gewichtskracht op de plank. Dat is een kracht op de plank, die moet je dus meenemen.

De beer oefent dus een kracht uit op de plank.

Zelfde redenering voor het snoep

angel1995

Anton_v_U schreef: ↑ma 23 dec 2013, 19:06
Hoe zat het ook alweer, zoek de 3e wet van Newton weer eens op:

De zwaartektacht van de arde op de beer wordt teniet gedaan door de normaalkracht van de plank op de beer. So far so good.

De zwaartekracht op de beer heeft als broertje (3e wv=N) de kracht die de beer op de aarde uitoefent. Deze laten we verder buiten beschouwing (de aarde is zo zwaar, je merkt het effect niet)

De normaalkracht van de beer heeft als broertje (3e wvN) de gewichtskracht op de plank. Dat is een kracht op de plank, die moet je dus meenemen.

De beer oefent dus een kracht uit op de plank.

Zelfde redenering voor het snoep

3de wet van newton is actie-reactie. Dus dan heb je zowel een zwaartekracht als een gewichtskracht?

Anton_v_U

angel1995 schreef: ↑ma 23 dec 2013, 19:11
3de wet van newton is actie-reactie. Dus dan heb je zowel een zwaartekracht als een gewichtskracht?

Ja! Maar pas op:

de zwaartekracht werkt op de beer (en heeft dus invloed op het bewegen van de beer)

de gewichtskracht werkt op de plank (en heeft dus invloed op het draaien, buigen, breken, bewegen van de plank)

Jan van de Velde

Wat heeft dit allemaal nog te maken met de verticale kracht van de muur op de plank

??

Anton_v_U

Jan van de Velde schreef: ↑ma 23 dec 2013, 19:48
Wat heeft dit allemaal nog te maken met de verticale kracht van de muur op de plank ??

De kracht van de muur op de plank is gelijk aan de som van alle andere krachten op de plank, maar dan tegengesteld gericht want de resultante is nul (plank beweegt niet)

Dat mag je apart bepalen voor de verticale component en de horizontale component.

aadkr

die kracht van 683 N is de vertikale kracht omhoog gericht, die het scharnierpunt uitoefend op de linkerzijde van de plank.

dit volgt uit de evenwichtsvoorwaarde dat de som van alle vertikale krachten die op de plank werken gelijk aan nul moet zijn

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Beer op loopplank

Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank

Re: Beer op loopplank