Kinetische energie

[Jooft]

Hallo, ik heb een vraag m.b.t. kinetische energie:

Het betreft het doorsnijden van een wortel. Hiervoor gebruik ik de formule Ek=1/2m*v2.

Wanneer je het mes stil op de wortel plaatst heb je een bepaalde drukkracht nodig om de wortel door midden te krijgen.

Klopt het dat, wanneer je met een lange haal hakt, de drukkracht veel kleiner hoeft te zijn omdat de snelheid in dit gevel groter is? En geldt hiervoor eerder genoemde formule?

Alvast bedankt voor de reacties!

[Mavabu]

De snelheid van het mes heeft in dit geval niets te maken met het delen van de wortel. Het gaat er hier om dat je in het geval dat je het mes stil houd, je de wortel puur belast op trek, waardoor je de deeltjes van de wortel als het ware uit elkaar trekt.

Het snijvlak van het mes ziet er recht uit, als je het onder de microscoop bekijkt ziet het er meer uit als een zaag met microscopisch kleine zaagtanden. Als je het mes beweegt zal je de deeltjes van de wortel stuk voor stuk lostrekken van elkaar omdat ze blijven hangen in de "zaagtanden". Hierdoor kost het veel minder kracht. Je hoeft namelijk veel minder deeltjes tegelijk van elkaar te trekken.

Hieronder zie je een mes onder de microscoop.

[Jooft]

Bedankt voor je snelle reactie! Maar het gaat mij niet zo zeer om het snijden met een mes. Misschien heb ik het niet helemaal handig geformuleerd.

Ik doel vooral op de kracht die het kost om een mes of een ander dun/scherp voorwerp ergens doorheen te duwen. Klopt mijn beredenering dat wanneer dit uit stilstand een bepaalde kracht X kost, het automatisch met een snelle beweging een kracht <X kost? En is die verkleining van de kracht dan volgens Ek=1/2m*v2?

[Mavabu]

Nee dit klopt niet. De snelheid in horisontale richting heeft geen invloed op de kracht in verticale richting, de benodigde kracht blijft gelijk. Voor het scheiden van een object moet je meer zoeken in de richting van de sterkteleer, en niet zozeer in de richting van de dynamica. Het heeft vooral te maken met de verticale kracht van het mes.

Als het mes scherp is zoals een keukenmes, heeft het twee schuine kanten. De verticale kracht op het mes word ontbonden in twee krachten loodrecht op het snijvlak. Deze krachten oefenen weer twee tegengestelde krachten horizontaal in het object waardoor hij uit elkaar getrokken word en een verticale kracht waardoor hij word afgeschoven.

Bij een bot mes zoals in een guillotineschaar word het object puur op afschuiving belast.

[Marco Gram]

Probeer is na te denken over deze formule:

W=ΔE(kin) geef W= F*s+Fw*s en E(kin)= 1/2*m*v² dus

(F*s)+(Fw*s)=1/2*m*v²

dus als de mes een kracht uitoefent van 50n in een afstand van 0.5m. En de wortel een massa heeft van 2kg en een tegenwerkende wrijvingskracht van 10n uitoefent kun je zo de snelheid berekenen.

(50*0.5)+(-10*0.5)=1/2*2*v²

[erik-dr]

Hallo,

ik denk dat jooft bedoelt dat hij een "aanloop" wil nemen.

als je het mes op de wortel zet, en je duwt hem er daarna doorheen moet je de massa van het mes ook op gang brengen.

maar als het mes snelheid heeft, wordt hij afgeremt door de wortel, dat betekend dat het mes door zijn snelheid en massa een kracht levert op de wortel (kinetische energie).

je hoeft dus inderdaad minder kracht te zetten, afgezien van de energie die je kwijt bent aan het versnellen van het mes.