Wetenschapsforum

ik ben niet zeker van de oplossing voor het volgende vraagstuk
- duif (massa m) vliegt tegen een paal (met lengte L, massa M) op hoogte h
- duif blijft hangen aan paal
- paal valt om op de grond (draait rond scharnier)

voor de oplossing zou ik zeggen: begin energie = einde energie
Begin energie
= mgh + Mgh+ + 1/2(M+m)v1^2
moet ik voor de potentiele energie de lengte van de volledige paal nemen (H) of tot aan het punt waar de duif inslaat (h)?

Einde energie
=1/2 (M+m)v2^2
Hierbij is V2=L/2 * w met w omwentelingssnelheid

Hallo Pa Veer

ik kan je wel even op gang helpen, maar ik los het natuurlijk niet voor je op

• Je wilt hulp bij het "oplossen van het vraagstuk"
  maar ik zie geen vraagstuk, alleen gegevens. Dus wat wou je uitrekenen ? De snelheid van de top van de paal ?

• Laten we eens naar de beginenergie kijken.
  De duif heeft een hoogte en een snelheid. Dat zijn dan dus
  mgh en
  ¹/₂ m * v₁²
  Klopt
  Maar nu de paal
  Mgh lijkt leuk, maar
  1/ Op welke hoogte bevindt de massa van de paal zich zo gemiddeld ? dus: ......
  2/ Beweegt de paal initieel ? Dan is de kinetische energie dus: ....
  
  Kom je er zo uit?

paveer schreef: ↑vr 04 jun 2021, 08:13 ik ben niet zeker van de oplossing voor het volgende vraagstuk
- duif (massa m) vliegt tegen een paal (met lengte L, massa M) op hoogte h
- duif blijft hangen aan paal
- paal valt om op de grond (draait rond scharnier)

voor de oplossing zou ik zeggen: begin energie = einde energie

Als de duif aan de paal blijft hangen zal het geen elastische botsing zijn, behoud van energie kun je dan niet toepassen.

Toch wel. de wet van het behoud van energie geldt altijd, maar....
waar zit die energie. De duif raakt vrijwel* al haar kinetische energie kwijt. Wel komt alle energie (van paal + duif) in het geheel van paal en duif te zitten.


*vrijwel, want de duif gaat heel langzaam een de paal geplakt verder en komt dus net niet tot stilstand.

Wat was vraagstelling ?

Marco Maxwell schreef: ↑vr 04 jun 2021, 15:35 Toch wel. de wet an het behoud van energie geldt altijd, maar....

Uiteraard maar de wet van behoud van energie kun je hier niet toepassen. Een onbekende hoeveelheid energie wordt in warmte omgezet.

Lijkt me een aardig experiment in een zwaartekrachtvrije omgeving om de rotatiesnelheid van de paal te bepalen direct ná de inslag met behulp van de wet van behoud van impulsmoment L=Iω

Ik denk niet dat de opwarming van duif en paal in dit vraagstuk meetelt. Het is een theoretisch experiment, dat je in het echt niet zo kunt uitvoeren. De warmteontwikkeling is bovendien zeer gering. Ga gerust uit van een plakkende duif.
Ik had je nog een paar vragen gesteld die je kunnen helpen, maar ik zie nog niks

Met de waardes uit het voorbeeld van Ukster:

Voor de botsing:
Na de botsing:
Er is dus ruim 86% van de oorspronkelijke energie in warmte omgezet.

de bedoeling was om de rotatiesnelheid te bepalen van de paal wanneer die omvalt.

In het begin staat de paal stil. Wanneer de duif op hoogte h botst tegen de paal, ontstaat er een beginsnelheid en begin rotatiesnelheid. Die heb ik berekend aan de hand van behoud van impuls.

Daarna dacht ik behoud van energie toe te passen

Verrassende uitkomst. Maar opgelost, dus?

met een volledig inelastische botsing heb je wel behoudt van impuls maar geen behoud van energie. Dus je zult de rotatiesnelheid van de paal bij inslag van de duif moeten uitrekenen op basis van de impuls van de duif en daarna de impuls van de duif+paal. en daarna wordt er potentiele energie van duif+paal (de hoogte van het zwaartepunt) omgezet in kinetische energie (zwaartepunt op de grond) en die moet je nog optellen bij de kinetische energie tgv de impuls.