Botskracht/remkracht

[Chris396]

Vraag,
 
Een voertuig rijd tegen een stalen pen op. Wat voor kracht komt er op de stalen pen? Hoe sterk moet de pen zijn om het voertuig te stoppen?
 
Gegeven:
Gewicht voertuig: 5000kg
Startsnelheid: 0m/s
Versnelling: 0.5m/s^2
Afgelegde weg tot stilstand 0.7m
 
Ik kom hier zelf niet aan uit. Wie kan mij helpen? Alvast bedankt! (zie bijlage een schematische weergave)

[Michel Uphoff]

Hoe sterk moet de pen zijn

 
Die vraag is zo niet te beantwoorden.
 
Stel dat er geen remweg zou zijn (0 meter dus), dan zou de kracht bij de botsing oneindig groot zijn. Wij weten dat dat nooit het geval is, dus is er altijd een remweg. Dus moet je daar een goede inschatting van maken. Hoeveel vervormt het voertuig tijdens het botsen? Denk aan de kreukelzones bij een auto, die zijn daarvoor ontworpen.
Punt twee is dat je wilt weten hoe sterk het materiaal van de pen moet zijn (de druksterkte). Daarvoor heb je de afmetingen (het oppervlak) van de pen nodig.
Heb je de eindsnelheid en de kinetische energie van het voertuig al berekend? Weet je hoe dat moet?

[king nero]

De remweg is gegeven.
 
Staat de pen vertikaal in de grond? Dan zie ik 2 andere bezwijkmechanismen: afschuiving (juist boven de grond) en buiging (moment tgv. de impact).
 
Die schets maakt het geheel niet veel duidelijker vrees ik.

[Michel Uphoff]

De remweg is gegeven.

 
Ik zie alleen een 'afgelegde weg tot stilstand'. Geen idee of dat de remweg of het totale traject is.
Is het de remweg, dan zal ook de afgelegde weg tot de botsing gegeven moeten worden.
 
Aan het (veel te summiere) plaatje te beoordelen lijkt mij die 0,7 meter de afgelegde weg tot botsing.
Als het een pen is die in de grond is gestoken, dan komt er inderdaad afschuiving en buiging bij kijken.

[Jan van de Velde]

dit ziet er in mijn ogen eerder uit als een middelbareschoolsommetje met F=m·a waaraan een wat krampachtige en dus mislukte context is gegeven, dan als een sterkteleeroefening werktuigbouw. 
 
een bruikbaar antwoord hangt af van het  niveau/leerjaar waarop Chris396 bezig is.
 
@chris396: wat is je niveau/leerjaar??

[Chris396]

Beste,
 
Aller eerst bedankt voor de moeite.
 
Het gaat om een voertuig (agv) die van 0 optrekt en naar 700mm een stalen pin tegen komt. 
Deze pen dient als beveiling. Normaal bedrijf staat deze pen laag.
 
Is de situatie at duidelijker? 

[Jan van de Velde]

En dit setje gegevens klopt nergens mee. 

 
Startsnelheid: 0m/s
Versnelling: 0.5m/s^2
Afgelegde weg tot stilstand 0.7m
 

vanwege die startsnelheid = 0 m/s zou je denken dat die auto een eindje van die paal stilstond, en begon op te trekken richting paal. Maar dan missen er sowieso een afstand of een tijd totdat die paal werd geraakt. En zo kan ik nog wel wat mitsen en maren bedenken.
 
dus, geef a.u.b. de volledige en vooral LETTERLIJKE tekst van die opdracht. Hier kunnen we niks mee, en jij ook niet. 

[Chris396]

Het gaat om MBO4..

[Jan van de Velde]

mijn post kruiste de jouwe, maar inderdaad, het wordt nu 

 
Het gaat om een voertuig (agv) die van 0 optrekt en naar 700mm een stalen pin tegen komt. 
 

ietsje duidelijker. 
 
maar nu kàn die remweg/botsweg niet 0 zijn, dat voertuig valt niet acuut stil tegen die paal, want, zoals Michel al opmerkte, dan moet die paal een oneindige kracht uitoefenen

Het gaat om MBO4..

dan zou je een idee moeten hebben van het begrip "arbeid".
Als die auto de paal raakt heeft die een zekere bewegingsenergie, ½mv², en met de arbeid van die paal (kracht F over een (rem)weg s ) kun je de nodige kracht uitrekenen. Alleen, daarvoor heb je wel die remweg/botsweg nodig (botsen is alleen maar een extreme vorm van remmen) .

[Xilvo]

Dus beginsnelheid is 0, versnelling is 0,5 m/s² en de afgelegde weg tot de botsing 0,7 m, begrijp ik dat goed?
 
Dan moet ook bekend zijn over welke afstand de wagen weer wordt afgeremd door de paal.
 
Is dat 0 m, dan is de kracht oneindig, zoals hierboven al is opgemerkt.

[Chris396]

Klopt Xilvo,  Dit probleem van de oneindig hoge kracht liep ik zelf ook tegenaan. De weg is theoretisch 0. Echter ik denk dat in de praktijk de stalen pen wat gaat buigen. 
Bedankt voor de informatie. Ik ga een "kreukelzone" in bouwen.

[Xilvo]

In werkelijkheid móet er wel iets buigen/vervormen. Niet alleen wegens die oneindige kracht maar ook omdat oneindig stijve (=niet-vervormbare) materialen niet kunnen bestaan.
 
Overigens was Michel de eerste die die oneindige kracht noemde.

[boertje125]

In werkelijkheid kan je de stalen pen best als oneindig stijf beschouwen en de deuk in de auto als remweg.
 
Bepaal de snelheid als de auto de paal raakt.
een maak een paar sommetjes met bijv. 1, 5 en 10 cm deuk zie je ook gelijk wat dit voor de kracht betekend.
 
als je aan de stalen pen wilt cijferen is de hoogte boven de weg waarmee de auto in aanraking met de pen komt ook een hele belangrijke parameter