Inloggen

Scheefgetrokkenslinger

Op een voorwerp wat aan een touwtje hangt, een slinger, werken twee krachten: Zwaartekracht en spankracht. Als een slinger opzij getrokken wordt is er een derde kracht nodig. Door de hoek die de slinger maakt staan de krachten onderling niet meer loodrecht en moeten er krachten ontbonden worden. In deze videoles wordt uitgelegd hoe dit precies in zijn werkt gaat.
10 4644
0:00 Start
0:15 Beschrijving situatie
0:47 Welke krachten?
1:26 Ontbinden Fspan
2:45 Andere trekrichting
3:12 Ontbinden Fz
4:32 Samenvatting

Voorkennis

Kracht, vector, ontbinden, zwaartekracht, spankracht

Moet ik dit kennen?

De stof in videoles "Scheefgetrokkenslinger" hoort bij:

HAVO:       Centraal examen 2024 (CE)
VWO: : Centraal examen 2024 (CE)


Test jezelf - "Scheefgetrokkenslinger"

Maak onderstaande meerkeuzevragen, klik op 'nakijken' en je weet meteen de uitslag. Als je één of meer vragen fout hebt moet je de videoles nog maar eens bekijken.
Vraag 1
Vraag 2
Vraag 3
Een massa hangend aan een touwtje, wordt horizontaal opzij getrokken met kracht Ftrek zodanig dat het touwtje 10° scheef hangt. Hoe groot is de hoek tussen Ftrek en Fz?

Welke derde kracht werkt er, behalve Ftrek en Fz, op de massa uit de vorige vraag?

Om te bepalen welke trekkracht nodig is, wordt de spankracht ontbonden in twee componenten: Fspan,x en Fspan,y. Voor de trekkracht geldt:

10°
80°
90°
Fwrijving
Fspan
Fnormaal
Ftrek = Fspan,x
Ftrek = Fspan,y
Ftrek = Fspan


Extra oefenmateriaal?

Oefenopgaven over het onderdeel krachten vind je in:
FotonKrachtenHAVO.pdf
FotonKrachtenVWO.pdf

Vraag over videoles "Scheefgetrokkenslinger"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Scheefgetrokkenslinger

Op zaterdag 10 feb 2024 om 21:43 is de volgende vraag gesteld
hoi,
hoe weet je of je cos of sin moet gebruiken?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 10 feb 2024 om 22:07
Of je sin of cos nodig hebt kun je zien als je de krachtenvectoren bekijkt. De krachten vormen met elkaar een driehoek en in die driehoek herken je overstaande, aanliggende en schuine zijde. Als je weet welke kracht je wil weten volg je de regels voor sin cos en tan zoals je die van wiskunde kent (soscastoa).


Bekijk alle vragen (10)



Op donderdag 14 jul 2022 om 10:44 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,
Ik begin na een aantal jaren mij weer in te lezen in de Natuurkunde, dus misschien een beetje een stomme vraag maar betreffende de vraag bij de samenvatting van het VWO over ontbinden (14):
Waarom kom je niet uit als je Fspan ontbindt, maar moet je Fz ontbinden? Ik zou denken dat wanneer je Fspan ontbindt, Fsy dan gelijk staat aan Fz en vanwege de Z-hoek die je dan creëert, zou de hoek tussen Fs en Fsy gelijk staan aan hoek alfa. Echter, dan kom je niet uit, omdat cos-1 (0,4905/0,4) uiteraard niet kan. Welke denkfout maak ik hier?

Erik van Munster reageerde op donderdag 14 jul 2022 om 22:33
Belangrijkste om te onthouden is dat datgene dat je ontbindt altijd de schuine zijde is. De manier die je hier probeert komt niet uit omdat Fz groter is dan Fs. De langste zijde van een driehoek is altijd de schuine zijde dus Fs kan nooit de schuine zijde zijn als Fz een van de componenten zou zijn. Daarom kom je op een cos-1 die niet kan.

Waarom het Fz is die je moet ontbinden wordt duidelijk als je ook de resulterende kracht (Fres) er even bij denkt of tekent: De massa staat op het punt zich te gaan bewegen in de richting van de stippellijn (cirkelsegment) en dat is naar linksonder en loodrecht op Fs. Fres en Fs staan dus loodrecht op elkaar en dan is ook makkelijker te zien dat Fz de schuine zijde is.


Op zaterdag 7 mei 2022 om 02:35 is de volgende vraag gesteld
beste,
als je aan de slinger trekt heb je Fz, Ftrek & Fslinger, maar waar is de Fnormaal?

Erik van Munster reageerde op zaterdag 7 mei 2022 om 08:07
Normaalkracht is de kracht die een oppervlak uitoefent op een voorwerp. Bijvoorbeeld de kracht die een tafel uitoefent op een boek dat op die tafel ligt.

Bij een slinger ligt er niks op een oppervlak en is er dus ook geen Fnormaal. Er zijn alleen zwaartekracht en de spankracht in het touw (+ eventueel wrijvingskracht als de slinger beweegt).


Op vrijdag 22 apr 2022 om 14:30 is de volgende vraag gesteld
Hi Erik,
maakt het uit aan welke kant je hoek a plaatst bij een berekening? Dus of je hem tussen Fzx en Fz doet of tussen Fzy en Fz? (wel rekening houdend met de sin/cos die dan anders is)

Erik van Munster reageerde op vrijdag 22 apr 2022 om 15:39
Nee, dat maakt niet uit maar als je een andere hoek alfa gebruikt verwisselt wel aanliggende en overstaande zijde. Zolang je goed in de gaten blijft houden welke overstaande en welke aanliggend is en daarmee goed sinus of juist cosinus kiest kom je op hetzelfde antwoord.


Op donderdag 1 mrt 2018 om 16:29 is de volgende vraag gesteld
hoi Erik berekend u bij de tweede voorbeeld de zwaartekracht, zoja bereken je dat dan met fz,x
en fz,y in het voorbeeld?

Erik van Munster reageerde op donderdag 1 mrt 2018 om 17:40
De zwaartekracht (Fz) op een voorwerp bereken je (op aarde) altijd op dezelfde manier: namelijk met Fz =9,81*massa. Geldt dus ook voor een massa aan de scheefgetrokken slinger zoals in het voorbeeld.

Je hebt hier dus niet Fz,x en Fz,y nodig om Fz te berekenen.


Op zaterdag 25 nov 2017 om 18:08 is de volgende vraag gesteld
Hoi Eric,
Mag je er vanuit gaan dat de ontbonden krachten Fz,x en Fz,y, in het geval van Fz, gelijk zijn aan hun tegengestelde kracht, dus de trekkracht en de spankracht?
Of moet er dan in de opgave vermeld worden dat de snelheid constant is ofzoiets?
Want ik heb in mijn boek een opgave waarbij aan een schommel getrokken wordt, zo ver dat de Ftrek en Fspan loodrecht op elkaar staan. Hierdoor moet ik de de Fz ontbinden. Nu moet ik de Ftrek berekenen. Kan ik dit dan gewoon doen door de Ftrek gelijk te stellen aan de Fz,x?
Mvg

Erik van Munster reageerde op zaterdag 25 nov 2017 om 18:37
Als het gaat over een schommel waaraan getrokken wordt neem ik aan dat ie stil hangt en dan mag je er inderdaad vanuit gaan dat er krachtenevenwicht is. Als Fzx tegengesteld is aan Ftrek, waarbij ze op één lijn liggen, mag je er inderdaad vanuit gaan dat ze even groot zijn.

(Hetzelfde geldt als het goed is voor de spankracht. Deze zal dan even groot, maar tegengesteld zijn aan Fzy)

Op zaterdag 25 nov 2017 om 21:21 is de volgende reactie gegeven
Bedankt!


Noor van de Steeg vroeg op dinsdag 6 mei 2014 om 19:37
is er bij een scheefgetrokken slinger altijd sprake van Ftrek?
Aangezien er bij de vorige uitleg niets over Ftrek werd verteld.

Erik van Munster reageerde op dinsdag 6 mei 2014 om 21:07
Dag Noor,

Er werken op de massa drie krachten die elkaar in evenwicht houden: Fz, Fspan en Ftrek. De vorige vraag ging alleen over de spankracht maar er is inderdaad ook een Ftrek anders zou de slinger niet scheef hangen.


Desley van der Zande vroeg op vrijdag 29 nov 2013 om 10:57
Is de spankracht van het touw op elke plek in de slinger gelijk? En is de spankracht dan gelijk aan de middelpuntzoekende kracht?

Erik van Munster reageerde op vrijdag 29 nov 2013 om 11:17
Hoi Desley,

De spankracht in een strakgetrokken touw is overal gelijk. Hier in deze slinger is de spankracht dus ook overal even groot maar het gaat hier natuurlijk om de kracht die het touwtje op de massa uitoefent dus op het punt waar de slinger aan de massa vastzit.

Middelpuntzoekende kracht heb je alleen nodig als iets in een cirkelbaan beweegt en deze slinger hangt stil. Er is hier dus geen middelpuntzoekende kracht.


Op zondag 17 nov 2013 om 08:52 is de volgende vraag gesteld
Hoe kun je nou precies zien wanneer alle krachten eenmaal loodrecht op elkaar staan welke aan elkaar gelijk zijn?

Erik van Munster reageerde op zondag 17 nov 2013 om 15:22
Dat verschilt van situatie tot situatie:

Het makkelijkst is een voorwerp wat stilstaat of met een constante snelheid beweegt. In dit geval moet het zo zijn dat alle krachten bij elkaar nul zijn. Alle tegenover elkaar liggende krachten heffen elkaar dan op.

Als het gaat om iets wat versneld of vertraagd of in een cirkelbaan beweegt moet je eerst goed naar de situatie kijken. Meestal is er één van de twee loodrechte richtingen waarin de som van de krachten nul is. Namelijk die richting waarin de snelheid niet veranderd of nul is. De tegenoverliggende krachten in deze richting is nul. Alleen in deze richting heffen de krachten elkaar dus op.

In de richting waarin het voorwerp wel versneld of vertreegd is de som van de krachten niet nul en heffen de krachten elkaar dus niet op.


Op maandag 13 mei 2013 om 21:13 is de volgende vraag gesteld
bij een examenvraag over een bol die door 2 elastieken omhoog wordt geschoten(net als bij dat kermisatractie) staat dat de de maximale snelheid door de bol wordt bereikt op het moment dat Fo=Fz, (Fo= de krachten van de 2 elastieken bij elkaar) hierbij is de Fres dan 0, kunt u dit uitleggen?

Erik van Munster reageerde op maandag 13 mei 2013 om 21:20
De snelheid van de bol wordt eerst groter (versnelling) en wordt daarna weer kleiner (vertraging). Als je dit in een v,t-grafiek zet ziet dit eruit als een berg: Eerst stijgend, dan dalend. De grootse snelheid is op de top en precies daar loopt de grafiek horizontaal. De snelheid is daar dus eventjes constant. Volgens de 1e wet van Newton is de nettokracht daar dus 0 N. Dit betekents dat Fo en Fz elkaar op dat moment precies opheffen.