[natuurkunde] rollende kogel van helling

[Jan ver]

Hallo

Ik heb geprobeerd volgende oefening op te lossen, maar ik ben niet zeker van de uitkomst.

De vraag is: Een stalen knikker van 200 g wordt hellend van 10° afgerold en komt na 11.0 m te hebben afgelegd tot stilstand. Welke beginsnelheid had hij als je weet dat de wrijvingskracht op de knikker 0.160 N is?

Ik kom uit op 4.23 m/s.

Kan dit kloppen?

Alvast bedankt!

[Jan van de Velde]

Volgens mij reken je de rotatie-energie niet mee.

[dannypje]

Als je 4,2 uitkomt, heb je gewerkt met een versnelling van -0,8 m/s^2, zijnde -0,16N/0,2kg. Wat ik mij afvraag is of je nog geen tweede kracht op de knikker moet mee in rekening brengen, namelijk het gewicht van de knikker op een helling van 10 graden. Dus in voorwaartse richting een kracht van m*g*cos 80 graden.

Dat gewicht zou je versnelling vergroten (dus die -0,8 wordt kleiner). Als ik daarmee rekening hou kom ik echter op een kracht van 0,34N 'voorwaarts', en die is groter dan 0,16 'achterwaarts' dus je knikker zou niet stoppen.

Dus ik denk dat je juist zit.

[Jan van de Velde]

nee, die hellingshoek is een overbodig gegeven.

Lees:

Een rollende knikker van 200 g heeft een zekere beginsnelheid en rolt nog 11 m uit onder een weerstandskracht van -0,16 N . Bereken de beginsnelheid.

4,23 m/s zou het juiste antwoord zijn voor:

Een schuivende puck van 200 g heeft een zekere beginsnelheid en schuift nog 11 m door onder een wrijvingskracht van -0,16 N . Bereken de beginsnelheid.

[eezacque]

Volgens mij heb je die hellingshoek toch echt nodig om de zwaartekracht te ontbinden in een kracht loodrecht op de helling, en een kracht langs de helling, da's een basistechniek in middelbareschool natuurkunde. Zoals dannypje al opmerkt, is de laatste gelijk aan .34 en dat is zo groot dat de knikker niet tot stilstand komt.

Ik vermoed dat in de opleiding waarin de vraag gesteld is, geen rekening gehouden hoeft te worden met het feit dat de knikker rolt ipv schuift, anders was er wel een diameter gegeven, met de opmerking dat het ding massief is. Ook het feit dat de wrijving constant geacht wordt, wijst op een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid.

Ik vrees dat er een foutje in de opgave geslopen is?

[Jan van de Velde]

Nee, de diameter is niet óok al niet nodig om dit correct op te lossen.

De snelheid onderaan de helling is gegeven. Dat is alles waar het om gaat. Misschien dat er nog een vervolgopgave komt waarbij moet worden uitgerekend hoe hoog op de helling de kogel dan wel vanuit stilstand is losgelaten. Maar in elk geval voor dit deel is die hellingshoek overbodig.

Dankzij een helling krijgt een knikker een beginsnelheid waarna hij nog 11 m over een horizontaal oppervlak uitrolt.

speel anders het flmpje eens achterstevoren af.

Op een knikker van 200 g wordt vanuit stilstand een constante kracht van 0,160 N uitgeoefend. Welke snelheid heeft de knikker na 11 m rollen?

En nee, dat is niet die 4,23 m/s, dat zou het wél zijn als je niet met rotatie-energie rekening hoefde te houden. Maar dan had de oefening het niet nadrukkelijk over "afgerold" gehad.

Laten we maar eens op Jan ver wachten, voordat die mogelijk nog verder in de war raakt.

[eezacque]

Ik lees niets over een horizontaal vlak, of een eindigende helling.

Hoe dan ook, laat ons afwachten...