Wrijvingskracht op een slee

[Jobbedob]

2 kinderen zitten op een sleeen worden voortgetrokken over een sneeuwvlakte. de slee vertrekt vanuit rust en het trektouw maakt een hoek van 40° met de horizontale. de totale massa van de kinderen is 45kg en deze van de slee is5kg. de statische en dynamische wrijvingcoëfficiënt bedragen respectivelijk 0,2 en 0,15.

bereken de wrijvingskracht uitgeoefend door de grond op de slee alsook de versnelling van de kinderen en de slee (die vnuit rust starten) indien de spankracht in het touw a) 100 N en b) 140N bedraagt

opl: 76.6 N, 60N, 0.94 m/s²

ik bekom maar niet de juiste oplossing... ik het voor de ontbonden x- en y-componenten gevonden:

x: -Fs + Fx = m . ax

y: N - G + Fy = m . ay = m . 0 (geen vert. beweging) = 0

N en G heffen elkaar op, dus dan zou Fymoeten gelijk zijn aan 0, maar dat is onmogelijk..

kan iemand me helpen?

[Jan van de Velde]

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

N en G heffen elkaar op, dus dan zou Fymoeten gelijk zijn aan 0,

nee, N enerzijds en (-G+Fy) anderzijds heffen elkaar op.

[Neutra]

In deze volgorde:

Wat is de totale zwaartekracht?

Wat is de verticale component vd trekkracht in het eerste geval?

Wat is dan de normaalkracht?

Wat is dan de wrijvingskracht? (statisch?)

Herhaal de vragen voor het tweede geval (dynamisch)

[Jobbedob]

In deze volgorde:

Wat is de totale zwaartekracht?

Wat is de verticale component vd trekkracht in het eerste geval?

Wat is dan de normaalkracht?

Wat is dan de wrijvingskracht? (statisch?)

Herhaal de vragen voor het tweede geval (dynamisch)

Hoe kun je zonder rekenen zo zeker zeggen.dat het eerste geval statisch is en het 2e geval dynamisch?

Ze vertrekken toch steeds vanuit rust?

[Neutra]

Hoe kun je zonder rekenen zo zeker zeggen.dat het eerste geval statisch is en het 2e geval dynamisch?

Geen zekerheid maar het is betrekkelijk zinloos om 2x hetzelfde geval te behandelen of te vragen.

In het tweede geval is de trekkracht groter. Goede kans dat de slee dan wel beweegt.

[Jobbedob]

Hoe kun je zonder rekenen zo zeker zeggen.dat het eerste geval statisch is en het 2e geval dynamisch?

Ze vertrekken toch steeds vanuit rust?

En het lijkt trouwens dat ik die wrijvingscoëfficiënten niet nodig heb... ik heb bij de x-componenten: -Fs+Fx = 0 dus Fs = Fx

Fx = cos40° . F = cos40° . 100 = 76,6. wat overeenkomt met de eerste oplossing.. maar hoe zt het dan met de 2e? je zou ergens moeten kunnen afleiden dat het dan in beweging is, want de wrijvingskracht wordt lager.. ik zie het niet.

[Neutra]

probeer nog eens

In deze volgorde:

Wat is de totale zwaartekracht?

Wat is de verticale component vd trekkracht?

Wat is dan de normaalkracht?

Wat is dan de wrijvingskracht? (statisch?)

voor het tweede geval.

[Jobbedob]

probeer nog eensvoor het tweede geval.

dan klopt het ook niet.. het kan onmogelijk statisch zijn, want de wrijvingskracht moet lager liggen.

nu net probeerde ik het volgende:

Fx = cos40 . 140N = 107,25 N

Fy = sin40 . 140N = 90N

N = G + Fy = 490,5N + 90N = 580,5N

Fs = N . µ = 580,5N . 0,15 = 87.08. en klopt ook niet want zou 60N moeten uitkomen..

[Jan van de Velde]

N = G + Fy = 490,5N + 90N = 580,5N

Je vergeet plaatjes te schetsen (áltijd doen met krachtprobleempjes), wnt anders zou je zién dat dit sommetje niet klopt.

Kortom, schets de slee (mag als een klein bolletje) en teken er de genoemde krachten in de juiste richting, en qua grootte ongeveer op schaal, in.

[Jobbedob]

Je vergeet plaatjes te schetsen (áltijd doen met krachtprobleempjes), wnt anders zou je zién dat dit sommetje niet klopt.

Kortom, schets de slee (mag als een klein bolletje) en teken er de genoemde krachten in de juiste richting, en qua grootte ongeveer op schaal, in.

ik heb wel een schets gemaakt, maar kheb een tekenfout gemakt bij het overbrengen van G en Fy

zoals ik al had geschreven: N + Fy - G = 0, hb het teken van Fy verkeerd overgebracht, en nu klopt het inderdaad ! dankjewel !

het enige dat ik nu nog niet zie is hoe je wet dat het in het 2e geval vanuit beweging is.. dat klopt toch niet volgens de opgave? :s

[Jan van de Velde]

Hoe groot is de wrijvingskracht (en welke richting heeft die) als de slee nog stil staat?

Hoe groot is de horizontale component van de trekkracht?

[Jobbedob]

Hoe groot is de wrijvingskracht (en welke richting heeft die) als de slee nog stil staat?

Hoe groot is de horizontale component van de trekkracht?

maar in de opgave staat toch dat het steeds vertrekt vanuit stilstand? dan is dat toch hoe dan ook de statische? indien de slee gewoon op de grond staat, is de normaalkracht gelijk aan de gravitatiekracht en du gelijk aan 490,5N. µs = 0,2, dus dan is de Fs = 490,5 . 0,2 = 98,1N

die is idd groter dan de x-component in het 2e geval (waar F = 140Nen ik de dynamische µ moet gebruiken) ... maar maakt het dan geen verschil uit dat je moet vertrekken vanuit rust???

[Jan van de Velde]

Geval a) trekkracht 100 N.

Stilstand, Fn = 400 N (eerder berekend), maximale wrijvingskracht dus 400 x 0,2 = 80 N

horizontale component van de trekkracht kleiner dan 80 N, slee komt dus niet op gang.

Nah, dan gaan we harder trekken:

Geval B) trekkracht 140 N

1. wat gebeurt er met de normaalkracht t.o.v. geval a)?
2. wat gebeurt er dus met de maximale wrijvingskracht (nog steeds bij stilstand, statisch) ?
3. wat gebeurt er met de horizontale component van de trekkracht?
4. wat gebeurt er dus met de slee?
5. welke wrijvingscoëfficiënt gaat gelden zodra de slee los is?
6. Wat is de horizontale nettokracht op de slee?
7. Bereken de versnelling van de slee

Extraatje:

als je nu al bewegende je trekkracht vermindert naar 100 N, valt de slee dan weer stil?

[Jobbedob]

Geval a) trekkracht 100 N.

Stilstand, Fn = 400 N (eerder berekend), maximale wrijvingskracht dus 400 x 0,2 = 80 N

horizontale component van de trekkracht kleiner dan 80 N, slee komt dus niet op gang.

Nah, dan gaan we harder trekken:

Geval B) trekkracht 140 N

1. wat gebeurt er met de normaalkracht t.o.v. geval a)?
2. wat gebeurt er dus met de maximale wrijvingskracht (nog steeds bij stilstand, statisch) ?
3. wat gebeurt er met de horizontale component van de trekkracht?
4. wat gebeurt er dus met de slee?
5. welke wrijvingscoëfficiënt gaat gelden zodra de slee los is?
6. Wat is de horizontale nettokracht op de slee?
7. Bereken de versnelling van de slee

Extraatje:

als je nu al bewegende je trekkracht vermindert naar 100 N, valt de slee dan weer stil?

de normaalkracht was niet 400N dacht ik. toch niet in geval 1.

Fn = G - Fy = G - sin40 . F = 490.5N - sin40 . 100 = 426.22 --> Fs,max = 426,22N . 0,2 = 85,24N

in geval 2: Fn = 490,5N - sin40 .140 = 400 --> Fs,max= 400N . 0,2 = 80N

dus om geval1 met 2 te vergelijken: de normaalkracht neemt af. Bijgevolg is dus ook de max wrijvingskracht kleiner.

de horizontale component van de trekkracht = Fx = cos40 . F

==> geval 1: Fx = cos40 . 100N =76.6N

==> geval 2: Fx = cos40 . 140N = 107,25N

de horizontale component is dus groter geworden. in geval 1 is Fx < Fs,max (85,24N) =>komt niet in beweging

in geval 2 is Fx > Fs,max (=80N) => komt in beweging

vanaf de slee los is gebruiken we de dynamische wrjvingscoëfficiënt

de nettokracht op de slee is in geval 1 = Fx-Fs = 76,6N - 85,24N = -8,24N

geval 2 = 107.25N - 80N = 27.25N

versnelling: (Fx -Fs) / m = (107.25N - 400N . 0,15)/ 50kg = 0,945 m/s²

klopt dit ongeveer ??

[Jan van de Velde]

de normaalkracht was niet 400N dacht ik. toch niet in geval 1.

correct, dat heb ik mislezen.

Fn = G - Fy = G - sin40 . F = 490.5N - sin40 . 100 = 426.22 --> Fs,max = 426,22N . 0,2 = 85,24N

in geval 2: Fn = 490,5N - sin40 .140 = 400 --> Fs,max= 400N . 0,2 = 80N

dus om geval1 met 2 te vergelijken: de normaalkracht neemt af. Bijgevolg is dus ook de max wrijvingskracht kleiner.

akkoord, hier staat voor beide gevallen de maximaal te leveren STATISCHE wrijvingskracht.

de horizontale component van de trekkracht = Fx = cos40 . F

==> geval 1: Fx = cos40 . 100N =76.6N

==> geval 2: Fx = cos40 . 140N = 107,25N

de horizontale component is dus groter geworden. in geval 1 is Fx < Fs,max (85,24N) =>komt niet in beweging

in geval 2 is Fx > Fs,max (=80N) => komt in beweging

akkoord

vanaf de slee los is gebruiken we de dynamische wrjvingscoëfficiënt

de nettokracht op de slee is in geval 1 = Fx-Fs = 76,6N - 85,24N = -8,24N

Zinloos voor geval 1, want de slee kómt niet los, en de werkelijke wrijvingskracht wordt nooit groter dan de aangelegde kracht, want dan zou de slee achteruit gaan versnellen.

geval 2 = 107.25N - 80N = 27.25N

geen 80 maar 60 N (400 x 0,15 = 60),

versnelling: (Fx -Fs) / m = (107.25N - 400N . 0,15)/ 50kg = 0,945 m/s²

dit klopt dan weer wel.