Natuurkunde · Begrippenlijst

Wat is Schijnbaar gewicht?

Definitie 25.13 Natuurkunde bovenbouw · Hoofdstuk 25 — De wetten van Newton

Het schijnbare gewicht van een lichaam is de normaalkracht tussen het lichaam en zijn steunvlak — wat een weegschaal eronder aanwijst.

Twee blokken, één licht touw, één ideale katrol: dezelfde spankracht T trekt aan beide uiteinden en de blokken delen één grootte van de versnelling — één tweede wet per blok, twee vergelijkingen, twee onbekenden.
Twee blokken, één licht touw, één ideale katrol: dezelfde spankracht TT trekt aan beide uiteinden en de blokken delen één grootte van de versnelling — één tweede wet per blok, twee vergelijkingen, twee onbekenden.
Een auto in een vlakke bocht bij constante snelheid: van bovenaf (links) raakt de snelheid aan de baan en wijst de resulterende kracht naar het middelpunt; van achteren (rechts) houdt N het gewicht P in evenwicht, en is de zijwaartse statische wrijving van de weg de volledige middelpuntzoekende kracht. Een auto in een vlakke bocht bij constante snelheid: van bovenaf (links) raakt de snelheid aan de baan en wijst de resulterende kracht naar het middelpunt; van achteren (rechts) houdt N het gewicht P in evenwicht, en is de zijwaartse statische wrijving van de weg de volledige middelpuntzoekende kracht.
Een auto in een vlakke bocht bij constante snelheid: van bovenaf (links) raakt de snelheid aan de baan en wijst de resulterende kracht naar het middelpunt; van achteren (rechts) houdt N\vect N het gewicht P\vect P in evenwicht, en is de zijwaartse statische wrijving van de weg de volledige middelpuntzoekende kracht.

Voorbeelden

Voorbeeld 25.14 (De lift)

Een passagier van 70kg70\,\mathrm{kg} staat op een weegschaal in een lift met verticale versnelling aza_z (omhoog positief): Nmg=mazN - mg = ma_z, dus N=m(g+az)N = m(g + a_z). Bij optrekken met az=1.5m/s2a_z = 1.5\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}: 792N792\,\mathrm{N}, zwaar; bij afremmen vlak onder de bovenste verdieping: 582N582\,\mathrm{N}, licht; bij eenparig rijden: mg=687Nmg = 687\,\mathrm{N} — de eerste wet; bij vrije val, az=ga_z = -g: N=0N = 0, gewichtloosheid op een weegschaal.

Voorbeeld 25.15 (Twee blokken en een katrol)

Een blok m1=4.0kgm_1 = 4.0\,\mathrm{kg} op een wrijvingsloze tafel is met een licht touw over een ideale katrol verbonden met een hangend blok m2=1.0kgm_2 = 1.0\,\mathrm{kg}. Het touw draagt aan beide uiteinden dezelfde spankracht TT over; de blokken delen één grootte van de versnelling aa. Eén tweede wet per blok, langs elke beweging: m1a=Tm_1 a = T en m2a=m2gTm_2 a = m_2 g - T, dus a=m2g/(m1+m2)=1.96m/s2a = m_2\,g/(m_1 + m_2) = 1.96\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2} en T=m1a=7.8NT = m_1 a = 7.8\,\mathrm{N} — kleiner dan m2g=9.8Nm_2 g = 9.8\,\mathrm{N}, zoals nodig is om m2m_2 omlaag te laten versnellen.

Voorbeeld 25.16 (De vlakke bocht)

Een auto met massa mm neemt met constante snelheid vv een vlakke bocht met straal RR. In het frenetstelsel (Hoofdstuk 24) is de versnelling zuiver normaal, aN=v2/Ra_N = v^2/R, naar het middelpunt gericht. Verticaal geldt N=mgN = mg; horizontaal is de enige middelpuntzoekende kracht die beschikbaar is de statische wrijving van de weg op de banden: f=mv2/RμsN=μsmgf = mv^2/R \leq \mu_s N = \mu_s mg, dus vμsgRv \leq \sqrt{\mu_s\, g R}, wat de massa ook is. Voor R=90mR = 90\,\mathrm{m} en droog wegdek (μs=0.70\mu_s = 0.70): vmax25m/sv_{\max} \approx 25\,\mathrm{m}/\mathrm{s} (89km/h89\,\mathrm{km}/\mathrm{h}); op ijs stort het plafond in — Oefening 25.13 verkant de weg, Oefening 25.10 laat dezelfde projectie aan een draad slingeren.

Lees in het hoofdstuk →