[natuurkunde] Mechanische energie berekeningen.

[jan pieter]

Goedemiddag iedereen,

Ik moet voor school een aantal berekeningen maken maar de leraar wilt ons niet helpen en ik heb geen enkel idee waar ik moet beginnen. Sterker nog ik moet zelf de mechanische berekeningen maken maar ik weet niet precies wat ik kan berekenen.

Daarom vraag ik jullie hulp. Ik heb een plaatje toegevoegd van de opstelling. Ik dacht zelf dat je misschien de stoot, valsnelheid, impulsverandering theoretische hoogte etc kan berekenen. Hebben jullie nog suggesties en ook hulp met uitwerking is welkom want ik heb geen idee hoe ik de stoot valsnelheid en impulsverandering zou moeten berekenen. In het boek staan hele vage voorbeelden die helemaal hier niet op lijken vandaar dat elke hulp welkom is.

Het enige punt wat niet op het plaatje staat is het hoogste punt dat het plankje kan draaien zeg maar en die hoogte is 23,5 cm. Ik weet niet of dit nodig is voor de berekingen.

mvg pieter.

[eezacque]

Ik zou 'ns beginnen met een aantal plaatjes die het verloop van het experiment aangeven: hierboven teken je de begintoestand, de laatste stap is de eindtoestand, die in zekere zin net omgekeerd is. Daartussen heb je nog het moment dat de wip in beweging komt, en het moment dat de wip tot stilstand komt. Daarna geef je bij elk plaatje aan welke energie waar een rol speelt, en als dan alles duidelijk is kun je gaan rekenen (als je vastloopt, dan kun je me wakker maken)

[jan pieter]

Hey bedankt voor je reactie en hulp!

Ik snap wat je bedoeld maar het is dus zo dat het ene balletje(45 gram) valt van een hoogte van 56 cm, op een hefboom en het andere balletje (45,8 gram) door middel van de hefboom 35 cm omhoog laat schieten. Dus we hebben eigenlijk maar 2 situaties waarmee we kunnen rekenen.

Ik wil graag van het vallende balletje kunnen berekenen:

de valsnelheid

ik denk dat ik die al heb:

v= wortel (2 x g x h)

v = wortel( 2 x 9,8 x 0,56)

v= 3,31 m/s

de kracht die het balletje uitoefend op het plankje

de stoot die het balletje uitoefend

de potentiele en kinetische energie

en van het opstijgende balletje wil ik ook graag het volgende kunnen berekenen:

de snelheid waarmee hij opstijgt

de potientiele hoogte die hij kan bereiken

de impulsverandering

en de potientiele en kinetische energie.

Ik weet dat het nogal veel gevraagd is maar ik weet echt niet hoe ik dit moet doen

Alsvast bedankt.

[jan pieter]

de stoot die het balletje uitoefend

doe je dit zo? door de formule:

p = m x v

p = 0.45 x 3,31

p = 1,49 ns

de potentiele en kinetische energie

doe je dit zo??

ekin = 1/2 x m v2

ekin = 1/2 x 0.45 x 10.96

ekin = 2,466 J

epot = m x g x h

epot = 0.45 x 9,8 x 0,56

epot = 2,4696

en de rest is voor mij een raadsel:

de kracht die het balletje uitoefend op het plankje

en van het opstijgende balletje wil ik ook graag het volgende kunnen berekenen:

de snelheid waarmee hij opstijgt

(m1 x v1) + (m2 x v2) = (m1 x v1) + (m2 x v2)

0.45*3.31 + 0.458x0 = 0.45*0 + 0.458x v2

1,4895 = 0.458v2

v2 = 3,25 m/s

maar ik vraag me af of dit goed is aangezien er een hoop verloren gaat door de hefboom en door het gewicht van het plankje: 350 gram

de potientiele hoogte die hij kan bereiken

de impulsverandering

en de potientiele en kinetische energie.

[eezacque]

Ik zal er zodadelijk even naar kijken, maar ik heb alvast twee opmerkingen. In de eerste plaats is de eenheid van impuls Nm (Newtonmeter) en geen nm (nanometer). Het gewicht van het plankje had je niet eerder genoemd?

[jan pieter]

Oke danku wel, nee deze had ik niet eerder genoemd. Ik ben de hele avond bezig geweest en hetvolgende heb ik berekend, ik weet alleen niet of het goed is:

Gegeven:

m_{bal A} = 150 gram = 0.15 Kg

m_{bal B} = 45,8 gram = 0.0458 Kg

g = 9.8 m/s²

h_{bal A} = 56 cm = 0.56 m

h_{bal B} = 35 cm = 0.35 m

Valsnelheid

v= √(2 x g x h)

v = √(2 x 9,8 x 0,56)

v= 3,31 m/s

Impuls bal 1

p_{bal A} = m x v

p_{bal A} = 0,15 x 3,31

p_{bal A} = 0,4965 Ns

Kinetische energie

E_kin = ½ x m v²

E_kin = ½ x 0,15 x 10.96

E_kin = 0.822 J



Potentiele energie

E_pot = m x g x h

E_pot = 0,15 x 9,8 x 0,56

E_pot = 0,8232 J



Moment

Moment = f x arm

Moment = 0.4965 x 0.25

Moment = 0,124 Nm

Potentiele snelheid bal 2

(m_{bal A} x v_{bal A}) + (m_{bal B} x v_{bal B}) = (m_{bal A} x v_{bal A}) + (m_{bal B} x v_{bal B})

0,15 x 3.31 + 0.0458 x 0 = 0,15 x 0 + 0.0458 x v2

0,4965 = 0.0458 v_{bal B}

v_{bal B} = 10.84 m/s

Potentiele hoogte bal 2

h_pot = (v/g) x v

h_pot = v² / g

h_pot = 10.84² / 9.8

h_pot = 12m

Werkelijke snelheid bal 2

h_werkelijk = (v/g) x v

0.56 = v² / g

0.56 = v² / 9.8

v² = 9.8 x 0.56

v² = 5,488

v = √5,488

v = 2,34 m/s

Impuls bal 2

p_{bal B} = m x v

p_{bal B} = 0,0458 x 2,34

p_{bal B} = 0,107 Ns

Impuls verandering

P_verandering= p_{bal B -}p_{bal A}

p_{bal A} = 0.4965

p_{bal B} = 0,107 Ns

P_verandering= 0,107 - 0.4965

P_verandering = -0,389 Ns

De impulsverandering is negatief omdat hij de andere kant op gaat.

Kinetische energie

E_kin = ½ x m v²

E_kin = ½ x 0,0458 x 5,4756

E_kin = 0,125 J



Potentiele energie

E_pot = m x g x h

E_pot = 0,0458 x 9,8 x 0,35

E_pot = 0,157 J

[Jan van de Velde]

Opmerking moderator

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

[fysica_fan]

De impuls van het balletje kan inderdaad worden berekend door volgende formule: p=mv ( impuls= massa *de snelheid)

De stoot dient te worden benaderd met de vergelijking: F= ma (kracht= massa* versnelling)

De kinetische energie: Ekin.=mv2:2(de kinetische energie= massa*de snelheid in het kwadraat : 2)

De potentiële energie: Epot.= m*g*h (de potentiële energie= massa* veldsterkte of valversnelling*hoogte)

[mathfreak]

Ik zal er zodadelijk even naar kijken, maar ik heb alvast twee opmerkingen. In de eerste plaats is de eenheid van impuls Nm (Newtonmeter) en geen nm (nanometer). Het gewicht van het plankje had je niet eerder genoemd?

De eenheid van impuls is kgm/s. De Newtonmeter is de eenheid van moment.

[eezacque]

De eenheid van impuls is kgm/s. De Newtonmeter is de eenheid van moment.

Oeps, een wel heel zwak moment, waarvoor excuses...