240 likes | 508 Views
samenvatting week 3. vectoren: inproduct: component langs de vector geeft scalar. Dus b.v. energie: inproduct kracht en weg uitproduct: component loodrecht op beide vectoren geeft nieuwe vector. b.v. kracht: product snelheid en magneetveld.
E N D
samenvatting week 3 • vectoren: • inproduct: component langs de vector • geeft scalar. Dus b.v. energie: inproduct kracht en weg • uitproduct: component loodrecht op beide vectoren • geeft nieuwe vector. b.v. kracht: product snelheid en magneetveld. • vectorvergelijkingen: kunnen worden opgeschreven als vergelijkingen voor de afzonderlijke componenten • dus: bij b.v. vallend projectiel ontkoppelen de bewegingen in de x, y, en z richting! dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Samenvatting week 3 x y • bewegingsvergelijkingen in 3 dimensies: • plaats, snelheid, versnelling zijn allen vectoren. • afgeleide van een vector naar een scalar is weer een vector • versnelling: zowel verandering van grootte als van richting snelheid. • speciale voorbeelden: kogelbanen, circelbanen dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
samenvatting week 3 • Newtons wetten: • eerste wet: inertial law. Eenparige rechtlijnige beweging bij ontbreken externe kracht. • tweede wet: • derde wet: actie is reactie. • 4 fundamentele interacties: • zwaartekracht • electromagnetisme • zwakke wisselwerking - deeltjesverval • sterke wisselwerking - kernkrachten • contactkrachten: normaalkracht, wrijving, veerkracht • free body diagrams dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Hondenslee race • kracht tuig: 150 N, hoek 25 graden t.o.v. ijs. • massa slee+passagier: 80 kg. dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Bergbeklimmers • probleem met twee objecten. • Free body diagram voor ieder object. • massaloos, wrijvingsloos touw. dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Bergbeklimmers • 2) Tweede hoofdwet voor Steve: • 3) Tweede hoofdwet voor Paul: • maak diagram 4) touw blijft strak: 5) Alles invullen: dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
gekromde beweging • Centripetale kracht : component loodrecht op de bewegingsrichting. • versnelling in circel: a=v2/r dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Wrijving • Statische wrijving: • statische wrijving: kracht langs oppervlak die beweging tegengaat (b.v. object liggend op een kleine helling). • Wrijving: noodzakelijk bij voortbeweging (lopen, rijden). • hangt af van normaalkracht op oppervlakte • (als je harder drukt op het oppervlak, wordt er meer wrijving uitgeoefend). • hangt af van de materiaalsoorten • Hangt niet af van grootte oppervlakte! dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
kinetische wrijving • kinetische wrijvingskracht : • langs oppervlak, tegen beweginsrichting in • onafhankelijk van de snelheid en van grootte oppervlak • kleiner dan de statische wrijvingscoefficient • rollende wrijvingskracht • remt wiel af dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
wrijvingscoefficienten dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Wrijving • gaat de slee glijden? • voorbeeld: slee grootte wrijvingskracht als functie van de externe kracht langs het oppervlak dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Voorbeeld: slee • Free body diagram • 4. Als T>Tmax: glijden • Bereken Fn: • Bereken maximale f dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Auto • aandrijving: typisch 2 wielen. • als banden niet slippen: statische wrijving. Te veel gas: wielen spinnen, minder versnelling • remmen: ABS: wiel slipt niet (dus blijft draaien) • slippen: minder remkracht, geen controle richting auto. dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Drag: vloeistof en luchtweerstand • drag: • hangt af van vorm object • hangt af van medium • hangt af van snelheid. • lage snelheid: lineair met snelheid • hoge snelheid: quadratisch met snelheid • vrije val: eindsnelheid “terminal velocity” dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Luchtweerstand: • quadratische term domineert al vrij snel. • kleine objecten, lage snelheden: lineair. • b.v. bacterie in water. • Stokes: viscose vloeistoffen: • Lucht: dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Arbeid en Energie • Arbeid: • inproduct: W is scalaire grootheid met eenheid Nm=J (energie) • als een kracht arbeid verricht, wordt er energie overgedragen. • vrij deeltje, constante kracht: kinetische energie dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
een object opgetild houden: geen arbeid • wel energie: op cellulair niveau wordt er wel arbeid verricht en warmte geproduceerd. dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Voorbeeld in 1 dimensie • Vrachtwagen: 10 ton • Kraan: kracht 110 kN omhoog • Afstand: 2m dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Integraal Fdx • Arbeid: oppervlakte onder de curve van F als functie van x. • Meer richtingen: integreer langs het pad en neem het inproduct van de kracht met de raaklijn langs de afgelegde weg. dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Voorbeeld: veer • 4 kg. blok • veerkracht: • begin: -5cm, v=0 • snelheid bij x=0? dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007
Kracht in 3 dimensies • Tangentiale component: inproduct, verricht arbeid • verandert de kinetische energie • centripetale component: verandert de richting, maar niet de kinetische energie. Verricht geen arbeid. dr. H.J. Bulten Mechanica najaar 2007