sciencetalk

jkien schreef: ↑zo 08 sep 2024, 23:24 De meest natuurlijke manier om een schommel aan te drijven is het ritmisch varieren van de slingerlengte

Dat is natuurlijk de manier waarop iedereen schommelt. punt is alleen dat je daarmee de schommel niet in beweging krijgt vanaf stilstaand. en het voldoet ook niet aan de 2e eis die ik stelde dat de centrifugale kracht moet blijven zoals die bij een niet aangedreven schommel. Hier ga je juist een extra kracht uitoefenen.

HansH schreef: ↑zo 08 sep 2024, 22:50

Xilvo schreef: ↑zo 08 sep 2024, 16:39
Als je luchtweerstand wil compenseren door de vlakke plaat (het stoeltje) te kantelen dan pik je onontkoombaar een component van de centrifugale kracht mee, in het vlak van die vlakke plaat.

je kantelt niet het stoeltje alleen, maar je verplaatst het scharnierpunt. daarmee kantel je het stoeltje feitelijk dus niet, omdat je stoeltje altijd haaks op de lijn van scharnierpunt naar stoeltje blijft.

Dan oefen je alleen een kracht uit loodrecht op het vlak van het stoeltje. Komt er dan een kracht (minstens deels) parallel aan dat vlak, zoals luchtweerstand, dan valt de bal van het stoeltje.

Xilvo schreef: ↑ma 09 sep 2024, 09:59
Dan oefen je alleen een kracht uit loodrecht op het vlak van het stoeltje. Komt er dan een kracht (minstens deels) parallel aan dat vlak, zoals luchtweerstand, dan valt de bal van het stoeltje.

je kunt het stoeltje dan iets kantelen en ter compensatie van de ontstane component van de centrifugale kracht (zoals jij opmerkte) kun je het scharnierpunt (en dus de bal op het stoeltje) diezelfde versnelling geven om dat effect weer te compenseren.

je kunt immers het scharnierpunt elke gewenste x,y curve laten maken.

Het lijkt mij niet mogelijk een vlak "stoeltje" zo te laten slingeren, alleen door het scharnierpunt te verplaatsen en het stoelvlak te kantelen, zodanig dat een bal op dat vlak niet van het stoeltje valt (waait) en de de bal tevens geen component van de centrifugaalkracht ondervindt.

Maar misschien kun je laten zien hoe dat wel kan, bijvoorbeeld voor een schommel met slingerlengte 3 m en een bal met luchtweerstand 0,6 v².

Dat zou ik kunnen doen met een model als ik daar wat meer tijd in stop. Maar als je fundamenteel kijkt naar de vrijheidsgraden die je hebt dan kun je in elke momentane positie van het stoeltje en draaipunt het draaipunt verplaatsen in de richting van de lijn stoelje-draaipunt en daarmee elke versnelling maken in die richting die je wilt. en door het draaipunt te verplaatsen over een cirkel met als middelpunt het stoeltje kan ik vandaar uit een versnelling in elke richting maken.

dus waarom denk je dan dat ik daarmee dan niet en kleine extra component in de centrifugale kracht in die richtig kan compenseren?

HansH schreef: ↑ma 09 sep 2024, 11:53 dus waarom denk je dan dat ik daarmee dan niet en kleine extra component in de centrifugale kracht in die richtig kan compenseren?

Omdat je op ieder moment aan twee eisen moet voldoen; je moet door de stand de luchtwrijving compenseren en de stand moet zo zijn dat je geen component van de centrifugale kracht in de langsrichting van het stoelvlak krijgt. Dat lijkt mij niet mogelijk.

Maar als je kan laten zien dat het wel kan, dan heb ik natuurlijk ongelijk.

Xilvo schreef: ↑ma 09 sep 2024, 11:58 Omdat je op ieder moment aan twee eisen moet voldoen; je moet door de stand de luchtwrijving compenseren en de stand moet zo zijn dat je geen component van de centrifugale kracht in de langsrichting van het stoelvlak krijgt. Dat lijkt mij niet mogelijk.

Maar als je kan laten zien dat het wel kan, dan heb ik natuurlijk ongelijk.

bijgaand plaatje laat de krachten zien.Fz is de zwaartekracht en de component daarvan in de richting van de schommelbeweging zorgt voor de 'vrije val' dus die component valt feitelijk weg uit de krachten die op de schommel en de bal die erop ligt werken.
Fc is de centrifugale kracht en die is altijd haaks op de schommel. Fw is de wrijvingskracht en die duwt de bal van de schommel.
er is natuurlijk een simpele manier om dat op te lossen, namelijk om een koppel aan te brengen op de draaipunten zodat het stoeltje precies dezelfde versnelling krijgt als de bal. Dan is dat deel van het probleem opgelost.

het volgende is dat je de schommel harder of zachter wilt laten slingeren zonder de bal van de stoel te laten glijden.
dat kun je doen door het draaipunt te verplaatsen over een cirkelboog met de bal als middelpunt op het moment dat de schommel stilhangt op de uiterste stand van de uitwijking.

volgens mij zijn we er dan.

HansH schreef: ↑ma 09 sep 2024, 16:11 volgens mij zijn we er dan.

Ik denk het wel. Maar dan moet je afstappen van een aandrijving louter door het verplaatsen van het ophangpunt.

het draaipunt te verplaatsen over een cirkelboog met de bal als middelpunt op het moment dat de schommel stilhangt op de uiterste stand van de uitwijking staat hieronder in het plaatje

HansH schreef: ↑ma 09 sep 2024, 16:18 het draaipunt te verplaatsen over een cirkelboog met de bal als middelpunt op het moment dat de schommel stilhangt op de uiterste stand van de uitwijking staat hieronder in het plaatje

Dat begreep ik. Maar je moet nu een extra momentkracht uitoefenen om de schommel te vertragen, zodat de bal niet door luchtweerstand van de stoel geduwd wordt.

Xilvo schreef: ↑ma 09 sep 2024, 16:16
Ik denk het wel. Maar dan moet je afstappen van een aandrijving louter door het verplaatsen van het ophangpunt.

Het andere alternatief is om de stoel te roteren om op die manier een deel van de zwaartekracht en centrifugale kracht om te zetten in een tegenovergestelde kracht van de wrijving. daarmee los je dan het afschuiven van de bal door wrijving op.
de extra component die dat roteren oplevert in de richting van Fc kun je dan compenseren door het draaipunt een versnelling te geven in diezelfde richting. dat is dan de andere oplossing denk ik.

maar je kunt ook nog het stoeltje niet roteren en dus haaks op de stang naar het draaipunt laten zitten. Dan kun je het draaipunt verplaatsen als de schommel niet in de uiterste stand staat en dus snelheid heeft. als je dan het draaipunt verandert dan is er ineens een richtingsverandering van de schommel en kun je daarmee volgens mij elke versnelling in elke richting maken afhankelijk van de richting en versnelling van het draaipunt in die richting.

De amplitudewijziging doe je dan in de uiterste stand via roteren van het draaipunt om de bal heen als middelpunt. Dus volgens mij moet je het op die manier ook voorelkaar krijgen om alplitude te veranderen zonder extra centrifugale kracht op de bal en terwijl de bal blijft liggen.

HansH schreef: ↑ma 09 sep 2024, 16:32 Dus volgens mij moet je het op die manier ook voorelkaar krijgen om alplitude te veranderen zonder extra centrifugale kracht op de bal en terwijl de bal blijft liggen.

Zoals ik eerder schreef, ik denk niet dat dat mogelijk is. Maar als je kunt laten zien dat het werkt, dan heb ik ongelijk.

Xilvo schreef: ↑ma 09 sep 2024, 16:21

HansH schreef: ↑ma 09 sep 2024, 16:18 het draaipunt te verplaatsen over een cirkelboog met de bal als middelpunt op het moment dat de schommel stilhangt op de uiterste stand van de uitwijking staat hieronder in het plaatje

Dat begreep ik. Maar je moet nu een extra momentkracht uitoefenen om de schommel te vertragen, zodat de bal niet door luchtweerstand van de stoel geduwd wordt.

zie vorig bericht: 'Dan kun je het draaipunt verplaatsen als de schommel niet in de uiterste stand staat en dus snelheid heeft. als je dan het draaipunt verandert dan is er ineens een richtingsverandering van de schommel en kun je daarmee volgens mij elke versnelling in elke richting maken afhankelijk van de richting en versnelling van het draaipunt in die richting.'

De aandrijving die het minst opvalt is m.i. een kleine puls op de dode punten van de slingerbeweging.
of een op en neergaand gewicht langs de touwen die het verplaatsen van het zwaartepunt naboots zoals een schommelaar ook doet uiteraadt in ritme met de uitzwaai.