Katrollen probleem

[Eldomor]

Ik ben samen met een vriend bezig aan een praticum over katrollen ons doel: Uitzoeken of Katrollen een Rendement hebben en of hoeveelheid katrollen of gewicht hier invloed op heeft.

Wij hebben 2 van de 3 deelonderzoeken gedaan maar bij het 3e deelonderzoek zijn we op een probleem gestuit:

wij hebben 1 losse katrol verbonden aan de bovenkant vaneen opstelling, met een touwtje naar een vaste katrol en die hebben wij vervolgens verbonden met een veerunster.

Het gewicht aan de losse katrol(inclusief katrol) is 156 gram wat dus 1.56N is, omdat er 1 losse katrol is daar dus 0.715N voor nodig.

Op het veerunster(die we al meerdere keren nagekeken hebben)

staat 0.6N

dit houd in dat er een Rendement is van

0.715/0.6*100= 119% dit houd in dat we energie aan het maken zijn. wat natuurlijk onmogelijk is.

Weten jullie wat onze fout is?

En hebben katrollen een rendement?

Alvast bedankt.

[Anonymous]

Ik ben samen met een vriend bezig aan een praticum over katrollen ons doel: Uitzoeken of Katrollen een Rendement hebben en of hoeveelheid katrollen of gewicht hier invloed op heeft.

Wij hebben 2 van de 3 deelonderzoeken gedaan maar bij het 3e deelonderzoek zijn we op een probleem gestuit:

wij hebben 1 losse katrol verbonden aan de bovenkant vaneen opstelling, met een touwtje naar een vaste katrol en die hebben wij vervolgens verbonden met een veerunster.

Het gewicht aan de losse katrol(inclusief katrol) is 156 gram wat dus 1.56N is, omdat er 1 losse katrol is daar dus 0.715N voor nodig.

Op het veerunster(die we al meerdere keren nagekeken hebben)

staat 0.6N

dit houd in dat er een Rendement is van

0.715/0.6*100= 119% dit houd in dat we energie aan het maken zijn. wat natuurlijk onmogelijk is.

Weten jullie wat onze fout is?

En hebben katrollen een rendement?

Alvast bedankt.

Op het moment dat de opstelling niet in beweging is kun je niet spreken van een randement. Een randement bereken je altijd opbasis van energie of vermogens. wat stop je er in en wat krijg je er uit.

Dat het veerunster 0.6 aan is dan meer een meetfout. Pak is een geijkt gewicht en hang dat er is aan, zo kan je controleren of het unster wel goed werk (altijd je meet apperatuur ijken!).

[Eldomor]

bedankt voor het antwoord, maar zoals in mijn bericht al te lezen was hebben wij het veerunster meerdere keren nagekeken en geijkt dat kan het probleem dus niet zijn, we hebben zelfs 3 verschillende unsters geprobeerd met allemaal de zelfde uitkomst, het zelfde geld voor het gewicht.

andere ideen?

[Anonymous]

bedankt voor het antwoord, maar zoals in mijn bericht al te lezen was hebben wij het veerunster meerdere keren nagekeken en geijkt dat kan het probleem dus niet zijn, we hebben zelfs 3 verschillende unsters geprobeerd met allemaal de zelfde uitkomst, het zelfde geld voor het gewicht.

andere ideen?

Ja,

Gebruik je voor de valversnelling 10 of 9.81?

Heb je ergens aan het uiteinde van het touw een gewicht hangen? Je zou de spankracht in het touw moeten bepalen.

Verder weet ik het niet omdat ik niet zo'n goed beeld heb van de opstelling. Maar je hebt dik kans dat er ergens anders een deel van de kracht word opgenomen.

[Anonymous]

Het gaat hier om een statische opstelling en je werkt met kleine krachten, misschien speelt de statische wrijving hier een rol, die is ook klein maar misschien niet klein in verhouding met tot de kleine krachtjes die je gebruikt? Die zou zeker zorgen dat jullie berekening (verhouding van de krachten) gunstig uitvalt (een kracht bijgekomen).

[Anonymous]

Het gaat hier om een statische opstelling en je werkt met kleine krachten, misschien speelt de statische wrijving hier een rol, die is ook klein maar misschien niet klein in verhouding met tot de kleine krachtjes die je gebruikt? Die zou zeker zorgen dat jullie berekening (verhouding van de krachten) gunstig uitvalt (een kracht bijgekomen).

Is dat zo? Je hebt pas last van de statische wrijving van katrollen op het moment dat je een koppel op het wieltje uitoeffend. Hoe je een tou ook om een katrol legt, zolang het niet beweegt is het resultante moment nul, toch?

[Eldomor]

in dit geval is het wel nul ja maar de kracht die er voor nodig is om hem stil te hangen is er wel degelijk altijd, het ligt er alleen aan hoe die kracht word gecompenseerd (in dit geval spierkracht).

Het probleem dat de energie ergens anders word opgenomen lijkt mij de beste mogelijkheid, aan de andere kant gezien heb ik geen flauw idee waar.

En we gebruiken 9.81 maar in dit geval zal dat niet uitmaken omdat er zoiezo meer dan 100% uit komt.

Bedankt voor de antwoorden tot nu toe.

[Roel80]

Het gaat hier om een statische opstelling en je werkt met kleine krachten, misschien speelt de statische wrijving hier een rol, die is ook klein maar misschien niet klein in verhouding met tot de kleine krachtjes die je gebruikt? Die zou zeker zorgen dat jullie berekening (verhouding van de krachten) gunstig uitvalt (een kracht bijgekomen).

Dit is het goede antwoord. Stel je het eenvoudiger voor:

je hebt een katrol en aan beide kanten hang je dezelfde massa. Als ik aan een kant een hele kleine massa toevoeg wil dat niet zeggen dat alles gelijk in de beweging komt, de statische wrijving zorgt hiervoor. Er geldt dan F(massa+extra_massa)=F(massa)+F(statsche_wrijving). Wat je dus eigenlijk gemeten hebt is de statische wrijvingskracht: 0,715-0,6 N.

dit houd in dat er een Rendement is van

0.715/0.6*100= 119% dit houd in dat we energie aan het maken zijn

Dat is een denkfoutje. Je maakt geen energie...energie (of beter gezegd: arbeid) is als er een kracht over een bepaalde weg wordt uitgevoerd, ofwel E=F*x. En bij jullie is x=0, dus er is geen sprake van energie en dus ook geen rendement.

Eigenlijk kun je alleen van een rendement spreken als je een massa daadwerkelijk ophijst, deze is dan gelijk aan Fz/Fspier. Laat je een massa zakken geldt dit al niet meer (je komt dan al boven de 100%) want dan werkt de wrijving in je voordeel, deze vangt een deel van de kracht op van de hangende massa.

[Anonymous]

Het gaat hier om een statische opstelling en je werkt met kleine krachten, misschien speelt de statische wrijving hier een rol, die is ook klein maar misschien niet klein in verhouding met tot de kleine krachtjes die je gebruikt? Die zou zeker zorgen dat jullie berekening (verhouding van de krachten) gunstig uitvalt (een kracht bijgekomen).

Dit is het goede antwoord. Stel je het eenvoudiger voor:

je hebt een katrol en aan beide kanten hang je dezelfde massa. Als ik aan een kant een hele kleine massa toevoeg wil dat niet zeggen dat alles gelijk in de beweging komt, de statische wrijving zorgt hiervoor. Er geldt dan F(massa+extra_massa)=F(massa)+F(statsche_wrijving). Wat je dus eigenlijk gemeten hebt is de statische wrijvingskracht: 0,715-0,6 N.

Wat je zegt kan niet waar zijn. Op het moment dat je aan beide uiteinden het zelfde gewicht hangt is er netto geen moment om de as van het katrol. Zou er wel een statische wrijfkracht zijn dan zou er geen evenwicht meer zijn!

Of zit ik er nu naast?

[Anonymous]

in dit geval is het wel nul ja maar de kracht die er voor nodig is om hem stil te hangen is er wel degelijk altijd, het ligt er alleen aan hoe die kracht word gecompenseerd (in dit geval spierkracht).

Het probleem dat de energie ergens anders word opgenomen lijkt mij de beste mogelijkheid, aan de andere kant gezien heb ik geen flauw idee waar.

En we gebruiken 9.81 maar in dit geval zal dat niet uitmaken omdat er zoiezo meer dan 100% uit komt.

Bedankt voor de antwoorden tot nu toe.

Schets de situatie anders is!! ff scannen en online gooien! Dat help opzich wel veel!

[Roel80]

Wat je zegt kan niet waar zijn. Op het moment dat je aan beide uiteinden het zelfde gewicht hangt is er netto geen moment om de as van het katrol. Zou er wel een statische wrijfkracht zijn dan zou er geen evenwicht meer zijn!

Of zit ik er nu naast?

euh ja....

Als er aan beide kanten dezelfde massa hangt is er geen wrijvingskracht. Als aan een kant massa wordt toegevoegd ontstaat er een wrijvingskracht van dezelfde grote in de tegengestelde richting. De wrijvingskracht heft als het ware de extra massa op. Dit gaat door tot de maximale statische wrijvingskracht is bereikt; als er nog meer massa wordt toegevoegd kan de statische wrijkracht het niet meer compenseren en komt het systeem in beweging. Er geldt dan een dynamische wrijvingskracht die kleiner is dan de statische, vandaar dat er eerst extra kracht kan worden uitgeoefend zonder dat het systeem in beweging komt.

En hetzelfde principe gaat op bij de genoemde opstelling, dus F(veerunster)+F(wrijving)=F(massa), zolang het systeem dus niet in beweging komt. En normaals, geen beweging, geen energie, geen rendement.

[Anonymous]

Wat je zegt kan niet waar zijn. Op het moment dat je aan beide uiteinden het zelfde gewicht hangt is er netto geen moment om de as van het katrol. Zou er wel een statische wrijfkracht zijn dan zou er geen evenwicht meer zijn!

Of zit ik er nu naast?

euh ja....

Als er aan beide kanten dezelfde massa hangt is er geen wrijvingskracht. Als aan een kant massa wordt toegevoegd ontstaat er een wrijvingskracht van dezelfde grote in de tegengestelde richting. De wrijvingskracht heft als het ware de extra massa op. Dit gaat door tot de maximale statische wrijvingskracht is bereikt; als er nog meer massa wordt toegevoegd kan de statische wrijkracht het niet meer compenseren en komt het systeem in beweging. Er geldt dan een dynamische wrijvingskracht die kleiner is dan de statische, vandaar dat er eerst extra kracht kan worden uitgeoefend zonder dat het systeem in beweging komt.

En hetzelfde principe gaat op bij de genoemde opstelling, dus F(veerunster)+F(wrijving)=F(massa), zolang het systeem dus niet in beweging komt. En normaals, geen beweging, geen energie, geen rendement.

Ik zal er even bij zeggen, ik had de aanname gedaan dat de spankracht in het touw overal gelijk is. En dit is dan waarschijnlijk niet waar. De spankracht neem af (of toe). Ik heb een foute aanname gedaan.

[Stephaan]

Als ik de oorspronkelijke opstelling goed voor mij zie hebben jullie precies bereikt waar die opstelling voor dient namelijk om een zwaarder gewicht op te tillen met een kracht die kleiner is dan het gewicht zelf. Niet vergeten dat het gewicht slechts half zo veel omhoog zal gaan als de verlenging aan de trekkant. De kracht die je hunsel meet is maar de helft v geheel. De losse katrol hangt immers aan 2 touwen

Als er geen wrijving was in het touw en in de katrollen zelf zou het rendement van katrollen 100 procent zijn. Jullie hadden zelf begrepen dat het in werkelijheid altijd minder zal zijn.

Hierboven heb ik die opstelling onderlijnd omdat een andere opstelling met een enkele vaste katrol dient om de trekrichting te veranderen: de trekkracht die je moet uitoefenen zal dan zelfs groter zijn dan de last door de wrijving in touw en katrol. Ook dan is het rendement kleiner dan 100 procent