[natuurkunde] Katrol vragen

[Xilvo]

Je hebt gelijk dat het blokje van 4 kg via het touw aan het blokje van 12 kg trekt en dat daardoor de snelheid lager is dan zonder dat blokje van 4 kg. Maar dat komt vanzelf uit de uitkomst van het vraagstuk.

In de formule voor kinetische energie zit v², dat betekent dat alleen de grootte van de snelheid belangrijk is, niet de richting.
Je hebt dus een totale kinetische energie die de som is van de afzonderlijke kinetische energieën van de blokjes: ½.12.v²+½.4.v²
De absolute waarde van de snelheden van de blokjes is gelijk, al gaat de ene omlaag en de ander omhoog.

Je komt dan op een snelheid van √20 m/s.

Had je alleen het blokje van 12 kg, zonder dat het "gehinderd" werd door het andere blokje, dan had je E_p=m,g,h=12.10.2=240=E_k=½.12.v².
Dan zou de snelheid van het blokje van 12 kg √40 m/s zijn. Je ziet dat het afremmen duidelijk invloed heeft.

[RazorMaron]

Aha, dus bij een katrol dien ik de som van de kinetische energieen te gebruiken, in plaats van deze van elkaar af te trekken.


Dan vraag 44, hier dien je krachten te gebruiken ipv energie.

Gegevens:
- m = 2kg
- a = 1,5 m/s²

Waarschijnlijk dient er gebruik gemaakt te worden van de formules Fz=m*g en Fres = m*a.

Een hint hierbij?

[Xilvo]

Aha, dus bij een katrol dien ik de som van de kinetische energieen te gebruiken, in plaats van deze van elkaar af te trekken.

Als twee even zware auto's met gelijke maar tegengestelde snelheid frontaal botsen moet je de kinetische energieën ook optellen, helaas in dit geval

Waarschijnlijk dient er gebruik gemaakt te worden van de formules Fz=m*g en Fres = m*a.

Klopt. Wat vul je in? Laat maar zien!

[RazorMaron]

Ik zou persoonlijk de Fz berekenen van beide hangende blokken en de Fres berekenen van het blok op tafel. Immers, beide hangende blokken ervaren duidelijk Fz en het blok wat over de tafel schuift heeft een versnelling, wat betekent dat er een netto positieve kracht(naar rechts) is die groter is dan de wrijvingskracht.

Fz(M) = 2*10 = 20 N
Fz (2M-2) = 4*10 = 40 N

Fres = 4*1,5 = 6N

Hierbij kan je dus al antwoord C en D wegstrepen. Het is dus of een strikvraag, of het is antwoord B. Hoe dien ik verder te gaan vanaf hier?

[Xilvo]

Fz(M) = 2*10 = 20 N
Fz (2M-2) = 4*10 = 40 N

Dus wat houd je netto over, aan Fz?

Fres = 4*1,5 = 6N

Welke massa krijgt die versnelling van 1,5 m/s² ?

[RazorMaron]

Fz(M) = 2*10 = 20 N
Fz (2M-2) = 4*10 = 40 N

Dus wat houd je netto over, aan Fz?

Fres = 4*1,5 = 6N

Welke massa krijgt die versnelling van 1,5 m/s² ?

Je houdt netto 20 N Fz over.

Ik snap niet de gedachte achter die laatste vraag. Ik ga er van uit dat je hint dat je alle massa's bij elkaar optelt zodat er 15N uitkomt. Vervolgens doe je 20-15(Fz-Fres) = 5N. Maar nogmaals, ik snap de gedachtegang hierachter niet.

[Xilvo]

Je komt dus op het juiste antwoord. Maar je begrijpt nog niet precies waarom.

1. Zwaartekracht trekt aan alle blokjes. De zwaartekracht op het blok op de tafel wordt opgevangen door de tafel, die speelt dus geen rol (behalve dat die zorgt dat er wrijving is).
De zwaartekracht op het linkerblok wil dat blok naar beneden trekken, het blok op tafel naar links en het rechterblok omhoog.
Omgekeerd trekt de zwaartekracht het rechterblok naar beneden, het blok op tafel naar rechtes, enz.
Je houdt dus netto een kracht M.g = 2.g = 20 N over, het rechterblok "wint".

Alle blokjes zijn met touwtjes verbonden (soms gaat het touwtje over een katrol, de richting van de kracht verandert dan, de grootte niet). Alle blokjes ondervinden dus een gelijke versnelling.
Die versnelling a=1,5 m/s², de totale massa is 10 kg.
Daaruit volgt een kracht F=m.a=10.1,5=15 N

Maar de nettokracht Fz was 20 N, en dus moet de wrijvingskracht 5 N zijn.

[RazorMaron]

Ahaa top, bedankt!

Ik heb ook nog een paar vragen over magnetisme/elektriciteit, maar die zal ik vanavond posten.