[natuurkunde] Benodigde drukkracht berekenen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 4

Benodigde drukkracht berekenen

De volgende berekening lukt me niet om op te lossen:

 
as.PNG
as.PNG (7.89 KiB) 441 keer bekeken
 

Het is een zijaanzicht van een as. In de as zit een v vormige groef. De rode wordt door een veer verticaal naar beneden gedrukt met een kracht van 594N. De as kan alleen in x richting wrijvingsloos bewegen. Nu is de vraag hoeveel kracht er op de as moet worden uitgeoefend (Fduw) om de rode punt uit de v groef te drukken?

 

Dit is wat ik zelf al heb:

 

Fveer zorgt onder een hoek van 45 graden voor een kracht: Fveer" = 594N * cos(45) = 420N

 

Dit zorgt voor een normaal kracht van ook 420N. 

 

Er moet een kracht Fduw worden aangebracht om de kracht van de veer op te heffen. De as staat dan stil.

Ik wil ook graag de wrijvingskracht mee nemen die overbrugt moet worden om de as te bewegen.

 

het is staal op staal gesmeerd en dan geldt er een wrijvingscoëfficiënt van us van 0,15.

 

Fw = us * Fn = 0,15 * 420N = 63N

 

Wat aan de hand van de bovenstaande krachten nou precies Fduw minimaal moet zijn om de as te verdrukken weet ik niet.

Iemand die hulp kan bieden? bedankt alvast

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.244

Re: Benodigde drukkracht berekenen

Opmerking moderator

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.
 

Opmerking moderator

TIP: afbeeldingen gehost op externe filehosts hebben de neiging over enige tijd ontoegankelijk te worden, wat de waarde van een topic voor de toekomst ernstig aantast.
 
We willen iedereen dan ook vriendelijk verzoeken om verklarende afbeeldingen rechtstreeks als bijlage in het bericht in te voegen. Dat is trouwens niet meer werk dan uploaden naar tinypic of imageshack etc. Een eenvoudige handleiding daarvoor is beschikbaar.
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

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.244

Re: Benodigde drukkracht berekenen

zonder wrijving wordt het heel simpel als je je assenstelsel een beetje handig verdraait, bijvoorbeeld met de x-as in de bewegingsrichting van die rode punt:
 
as2.png
as2.png (42.58 KiB) 429 keer bekeken
 
met wrijving volgt dan vanzelf
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

Berichten: 4

Re: Benodigde drukkracht berekenen

as4.PNG
as4.PNG (9.9 KiB) 441 keer bekeken
ik snap je werklijn benodigde nettokracht niet helemaal maar volgens mij moet dit kloppen:
 
Fveer = 594N
 
Ftegen moet ook 594N zijn om deze op te heffen
 
Echter wordt de kracht aangebracht door het oppervlak van de as zoals aangegeven met Ftegen''
Ftegen'' = cos(45) * 594  = 420N
Tot slot duw je daadwerkelijk met Fduw dus:
Fduw = Ftegen'' * cos(45) = 420 * cos(45) = 297N
 
klopt dit?

Berichten: 4

Re: Benodigde drukkracht berekenen

Ik vraag me nu alleen nog het volgende af:
 
as3.PNG
as3.PNG (8.05 KiB) 438 keer bekeken
 
 
Fveer kun je in ontbinden in twee keer Fveer" van elk 420N, een 45 graden naar rechts en de ander 45 graden naar links.
 
Als je nu de wrijvingskracht wilt uitrekenen is het dan:
 
Fw = Fn * us = 420N * 0,15 = 63N
 
Of is het:
 
Fw = (Fn * us) - Fveer" = (420 * 0,15) - 420 = -357          Het gaat hierbij om Fveer" 45 graden naar links, dus tegengesteld aan Fw
 
De wrijvingskracht zal dan negatief zijn oftewel werkt mee in richting van Fduw waardoor Fduw minder wordt??

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.244

Re: Benodigde drukkracht berekenen

ik snap je werklijn benodigde nettokracht niet helemaal
de rode kogel moet over die lijn gaan bewegen, en dus zal de nettokracht op die lijn moeten liggen
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

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.244

Re: Benodigde drukkracht berekenen

andere kijkwijze dan: de rode bal beweegt tegen de veer in.
een oppervlak kan alleen loodrecht duwen.
de component van de duwkracht loodrecht op dat groefvlak zal dus een verticale component moeten hebben even groot als die veerkracht:
 
as5.png
as5.png (23.84 KiB) 428 keer bekeken
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

Berichten: 4

Re: Benodigde drukkracht berekenen

Wat ik eerder zij klopt dan toch?
 
Het benodigde verticale component is 594N
 
Het component loodrecht op het oppervlak wordt dan: 594 * cos(45) = 420N
 
Fduw in horizontale richting wordt dan: 420 * cos(45) = 297N

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.244

Re: Benodigde drukkracht berekenen

nabbel schreef: Wat ik eerder zei klopt dan toch?
 
Het benodigde verticale component is 594N
 
Het component loodrecht op het oppervlak wordt dan: 594 * cos(45) = 420N
 
nee, dat klopt niet. Mijn 2e schets (van gisteren 20:49) laat zien dat de kracht loodrecht op het groefoppervlak GROTER zal moeten zijn dan 594 N om in de veerrichting 594 N op te kunnen leveren. Is ook logisch, maak die groef maar eens in gedachten steiler of minder steil, en bedenk de gevolgen voor de normaalkracht nodig om die kogel omhoog te duwen. Zonder groef zal dat 594 N zijn, hoe steiler de groef hoe meer, totdat het bij een groef met een wand van 90° (verticale insnede) helemaal niet meer lukt.
 
voor de verdere wijze van denken kun je ook in termen van arbeid gaan denken: als die veer 1 mm omhoog moet, hoeveel mm moet de as dan opzij? W=F·s 
Vanwege de hoek van 45° betekent veer 1 mm omhoog dan ook as 1 mm opzij. Kortom, duwkracht zal gelijk zijn aan veerkracht, althans in de wrijvingsloze situatie.
 
Dat volgt trouwens ook uit mijn schets van gisteren 17:42, omdat de werklijnen van veerkracht en duwkracht een hoek van 90° met elkaar maken, en elk een hoek van 45° met de werklijn van de benodigde nettokracht op de kogel voor een beweging langs het groefoppervlak. Zelfde hoek ==> zelfde kracht.
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

Reageer