Oefening 13:Een blok op een helling

Een blok ligt op een helling en ...schuift naar beneden.
Doel: -
toepassen van de wetten van Newton
gebruik van de formule van de wrijvingskracht
gebruik van het verband tussen arbeid en kinetische energie
toepassing van de wet van behoud van energie
Een blok bevindt zich op helling van 25,2°.
De massa en de statische wrijvingscoëfficiënt van het blok kunnen worden ingesteld.
De volgende grootheden worden berekend in de simulatie:
- de x-component van het gewicht( = evenwijdig t.o.v. de helling)
- de y-component van het gewicht( = loodrecht t.o.v. de helling)
- de absolute waarde van het gewicht (FG)
- de absolute waarde van de wrijvingskracht (FF)
- de absolute waarde van de totale resulterende kracht (FT)
- de absolute waarde van de normaalkracht (FN)
- de absolute waarde van de versnelling (|a|)
- de x-positie (t.o.v. assenkruis met oorsprong in vertrekpunt)
- de y-positie (t.o.v. assenkruis met oorsprong in vertrekpunt)
- de kinetische energie van het voorwerp aan de voet van de helling
Voor het vlot verloop van de simulatie is de waarde van de statische en kinetische
wrijvingscoëfficiënt aan elkaar gelijk gesteld.
De waarde van de valversnelling in deze simulatie is gelijk aan 10,0 m/s².
Opdracht 1:onderzoek van de bewegingstoestand van het blok.
A. Stel in: m = 1,50 kg en µ= 0,00.

Teken alle krachten op het blok en teken ook de resulterende kracht Fres .

Stel de bewegingsvergelijking op. Bereken de grootte van de resulterende kracht Fres

en de versnelling a
Controleer je resultaten met de simulatie.
Welke invloed heeft de grootte van de massa van het blok op de grootte van de
versnelling? Verklaar.
B. Stel in: m = 1,50 kg en µ= 0,25.

Teken alle krachten op het blok en de resulterende kracht Fres .

Stel de bewegingsvergelijking op. Bereken de grootte van de resulterende kracht Fres

en de versnelling a
Controleer je resultaten met de simulatie.
Hoe groot moet de wrijvingskracht minimaal zijn om het blok in rust te houden?
FF = ………
Bepaal de minimale waarde voor µ en controleer.
Verduidelijk met een berekening.
µ = ………..
Opdracht 2: energiebeschouwingen bij de beweging van het blok
A. Zonder wrijving: µ = 0,00
Bereken de kinetische energie van het blok aan de voet van de helling en
controleer:
Berekening volgens de kinematica en dynamica:
Berekening volgens verband tussen arbeid en kinetische energie:
B. Met wrijving: µ = 0,30
Bereken de kinetische energie van het blok aan de voet van de helling:
Berekening volgens de kinematica en dynamica:
Berekening volgens verband tussen arbeid en kinetische energie: