Statica (WB/MT) college 2 Krachtvectoren. Guido Janssen

Vergelijkbare documenten
Statica(WB/MT) college 4 Moment, uitprodukt. Guido Janssen

Statica (WB) college 17 Virtual work Ch Guido Janssen

Topic: Fysica. Dr. Pieter Neyskens Monitoraat Wetenschappen Assistent: Erik Lambrechts

Bewerkingen met krachten

Ruimtewiskunde. college. Het inwendig- en het uitwendig product. Vandaag. Hoeken Orthogonaliteit en projecties. Toepassing: magnetische velden

Statica (WB/MT) college 1 wetten van Newton. Guido Janssen

Vectormeetkunde in R 3

WI1808TH1/CiTG - Lineaire algebra deel 1

SAMENSTELLEN EN ONTBINDEN VAN SNIJDENDE KRACHTEN

Zomercursus Wiskunde. Module 6 Goniometrie, vlakke meetkunde en rekenen met vectoren in de fysica (versie 22 augustus 2011)

Lineaire Algebra voor ST

Gegeven de starre balk in figuur 1. Op het gedeelte A D werkt een verdeelde belasting waarvoor geldt: Figuur 1: Opgave 1.

Zomercursus Wiskunde. Katholieke Universiteit Leuven Groep Wetenschap & Technologie. September 2008

Basic Creative Engineering Skills

woensdag 6 augustus 2008, u Code: 8W020, BMT 1.3 Faculteit Biomedische Technologie Technische Universiteit Eindhoven

PROJECT 1: Kinematics of a four-bar mechanism

Vectoranalyse voor TG

Vectoranalyse voor TG

BIOFYSICA: Toets I.4. Dynamica: Oplossing

2 Vectorrekening - D. Aerts, P. Bueken, D. Luyckx, C. Reynaerts

vwo wiskunde b Baanversnelling de Wageningse Methode

Solid Mechanics (4MB00): Tussentoets 1 4

Solid Mechanics (4MB00): Tussentoets 1 2

Oefeningen krachtenleer

8.0 Voorkennis. a De pijlen van O(0, 0) naar A(4, 2) en van A(4, 2) naar B(2, 3) zijn vectoren.

Solid Mechanics (4MB00): Tussentoets 1 1

Solid Mechanics (4MB00): Tussentoets 1 3

De n-dimensionale ruimte Arjen Stolk

Basic Creative Engineering Skills

Cursus analytische meetkunde

Statica (WB) college 12 Friction Ch Guido Janssen

SAMENSTELLEN EN ONTBINDEN VAN SNIJDENDE KRACHTEN OPGAVEN

Dossier 4 VECTOREN. Dr. Luc Gheysens. bouwstenen van de lineaire algebra

7 Totaalbeeld. Samenvatten. Achtergronden. Testen

Vectoranalyse voor TG

Tentamen io1030 Product in werking (vragenblad) Maandag 12 april 2010; 18:00 21:00 uur

Takstroom Takstroom Totale φ tussen I1 I2 stroom I I1 en I2 (A) (A) (A) A B C

Statica & Sterkteleer 1. Statica en Sterkteleer: Voorkennis:

Lineaire Algebra voor ST

Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.

V Kegelsneden en Kwadratische Vormen in R. IV.0 Inleiding

WI1708TH Analyse 3. College 5 23 februari Challenge the future

1 Cartesische coördinaten

10.0 Voorkennis. cos( ) = -cos( ) = -½ 3. [cos is x-coördinaat] sin( ) = -sin( ) = -½ 3. [sin is y-coördinaat] Willem-Jan van der Zanden

1. INLEIDING: DE KOERS VAN EEN BOOT

Examen VWO. wiskunde B. tijdvak 2 woensdag 19 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

S3 Oefeningen Krachtenleer Hoofdstuk II II-3. II-3 Grafisch: 1cm. II-3 Analytisch. Sinusregel: R F 1

QUANTUMFYSICA DE EPR-PARADOX. Naam: Klas: Datum:

Vectoranalyse voor TG

Mathematical Modelling

Het berekenen van de componenten: Gebruik maken van sinus, cosinus, tangens en/of de stelling van Pythagoras. Zie: Rekenen met vectoren.

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2013 theorietoets deel 1

Krachten (4VWO)

wiskunde B pilot vwo 2017-II

ICT - Cycloïden en andere bewegingen

Tentamen io1031 Product in werking (vragen) vrijdag 26 augustus 2011; 14:00 17:00 uur

Theory Dutch (Netherlands) Lees eerst de algemene instructies uit de aparte enveloppe voordat je begint met deze opgave.

Les 1 Kwadraat afsplitsen en Verzamelingen

Poolcoördinaten (kort)

Hertentamen WISN102 Wiskundige Technieken 2 Di 17 april 13:30 16:30

Oefenzitting 2: Parametrisaties.

10.0 Voorkennis. y = -4x + 8 is de vergelijking van een lijn. Hier wordt y uitgedrukt in x.

krachtenevenwicht Uitwerking:

Oefentoets Versie A. Vak: Wiskunde Onderwerp: Meetkunde Leerjaar: 1 (2017/2018) Periode: 3

2 Vergelijkingen van lijnen

(fonsvendrik.nl 2018)

Voorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 2 Woensdag 20 juni uur

Schriftelijk examen 2e Ba Biologie Fysica: elektromagnetisme

Deeltoets II E&M & juni 2016 Velden en elektromagnetisme

Bal in de sloot. Hierbij zijn x en f ( x ) in centimeters. Zie figuur 2.

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 2 woensdag 21 juni uur

Kwantummechanica Donderdag, 13 oktober 2016 OPGAVEN SET HOOFDSTUK 4. Bestudeer Appendix A, bladzijden van het dictaat.

Tentamen Klassieke Mechanica, 29 Augustus 2007

1e bachelor ingenieurswetenschappen Modeloplossing examen oefeningen analyse I, januari y = u sin(vt) dt. wordt voorgesteld door de matrix

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 2 woensdag 18 juni uur

Vector-en matrixvergelijkingen. Figuur: Vectoren, optellen

Opgave 1 Bestudeer de Uitleg, pagina 1. Laat zien dat ook voor punten buiten lijnstuk AB maar wel op lijn AB geldt: x + 3y = 5

Hoofdstuk 1 LIJNEN IN. Klas 5N Wiskunde 6 perioden

Hoofdstuk 1 : Vectoren (A5D)

Paragraaf 8.1 : Eenheidscirkel

Ruimtemeetkunde. (

Leerjaar 1 Periode 2. Grafieken en formules

Uitwerkingen van het Tentamen Moleculaire Simulaties - 8C Januari uur

Analytische Meetkunde. Lieve Houwaer, Unit informatie, team wiskunde

Examen VWO. wiskunde B (pilot) tijdvak 2 woensdag 18 juni uur. Achter dit examen is een erratum opgenomen.

Lineaire algebra I (wiskundigen)

Ijkingstoets 4 juli 2012

Vraag Antwoord Scores

1.1 Differentiëren, geknipt voor jou

Oefenexamen wiskunde vmbo-tl Onderwerp: meetkunde H2 H6 H8 Antwoorden: achterin dit boekje

Hoofdstuk 27 Magnetisme. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Lees onderstaande goed door. Je niet houden aan de instructies heeft direct gevolgen voor de beoordeling.

Lineaire Algebra TW1205TI. I.A.M. Goddijn, Faculteit EWI 12 februari 2014

2 UUR LEERWERKBOEK IMPULS. L. De Valck. J.M. Gantois M. Jespers F. Peeters ISBN :08. IPUL12W cover.

voorkennis wiskunde voor Farmaceutische wetenschappen en Biomedische wetenschappen

MOMENT VAN EEN KRACHT KOPPEL VAN KRACHTEN

Ruimtemeetkunde. (

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2018 theorietoets deel 1

Wiskunde krachten als vectoren oefeningensessie 1 Bron: Wiskunde in de bouw Jos Ariëns, Daniël Baldé

Inhoudsopgave. Voorwoord... Lijst van tabellen... Lijst van symbolen... Deel I Vectorrekening 1

Transcriptie:

Statica (WB/MT) college 2 Krachtvectoren Guido Janssen G.c.a.m.janssen@tudelft.nl

Scalairen en vectoren De wiskunde die wij nodig hebbben voor Statica maakt gebruik van twee soorten grootheden: Scalairen: hebben alleen een grootte, b.v. massa. Vectoren: hebben een grootte en een richting, b.v. kracht. Bij wiskunde leren jullie hoe je met deze grootheden mag rekenen. Dat is essentieel om goed te worden in Statica. Vandaag krijgen jullie in vogelvlucht een voorproefje van die wiskunde.

Vectoren Vectoren worden op verschillende manieren aangeduid: F, F, F De grootte van een vector wordt als volgt aangegeven: F, F, F

Product van vector en scalar

Optellen van vectoren Optellen van evenwijdige vectoren

Vinden van de resulterende kracht F R = ( F 1 + F 2 )

Example 2.1 Bereken de grootte van de resulterende kracht: Zie boek voor gonio oplossing, gebruik makend van: Dit kan soms handig zijn. Wij doen het met vectoroptelling.

Example 2.1 vectoroptelling y x F 1 = ( icos( 15 ) + jsin( 15 ))100N F 2 = ( icos( 80 ) + jsin( 80 ))150N F R = F 1 + F 2 ( ( ( ) +150cos( 80 )) + j( 100sin( 15 ) +150sin( 80 ))) N F R = i 100cos 15 F R =122.640i +173.603j F R = 122.640 2 +173.603 2 = 213N

Assenstelsel Vector vraagstukken kunnen handig geformuleerd worden als de ruimte wordt opgespannen in een handig gekozen coordinatenstelsel. Let op: de vectoren bestaan onafhankelijk van dit assenstelsel. Het assenstelsel wordt door ons gekozen als een middel om het rekenen makkelijker te maken. Opgave 2-104 (12 th ) 2-105 (13 th ): Bereken de resulterende kracht op de zendmast, t.g.v. van de krachten in de tui-draden.

Rechtshandig assenstelsel Altijd doen: Als je de x-as naar de y-as draait, dan beweegt een rechtshandige schroef zich in de richting van de positieve z-as. Ook wel rechterhandregel, zie figuur hiernaast. Kies je assenstelsel handig, maar altijd rechtshandig!

Componenten van vectoren A = A x + A y + A z

Eenheidsvectoren De grootte van een vector A wordt gegeven door A. De richting van A wordt gegeven door de eenheidsvector (unit vector) u A. u A = A A u A =? u A =1

Eenheidsvectoren i,j,k, langs de assen We hadden al: A = A x + A y + A z Nu kunnen we ook schrijven: A = A x i + A y j + A z k A = A = A x 2 + A y 2 + A z 2

Vectoren Een vector heeft groote en richting. Een kracht is een vector. Om met een kracht te kunnen rekenen hebben we niet alleen grootte en richting nodig, maar ook een aangrijpingspunt. Anders geformuleerd: Om met een kracht te kunnen rekenen hebben we grootte, richting en werklijn nodig. (Een vector die evenwijdig verschoven wordt is dezelfde vector. Een kracht die evenwijdig verschoven wordt heeft een ander effect.)

Werklijnen hangen we op aan positievectoren Positievector r beschrijft een punt P(x,y,z) in de ruimte t.o.v. ons coördinatenstelsel: r = xi + yj +kz. Twee positievectoren r A en r B bepalen samen een werklijn.

Richting van de werklijn Bepaal de richting van de werklijn van A naar B: Bepaal eerst de vector r. Bepaal vervolgens u r. r = r B r A = (x B x A )i + (y B y A )j + (z B z A )k u r = ( x B - x A )i + ( y B - y A ) j + ( z B - z A )k ( x B - x A ) 2 + ( y B - y A ) 2 + ( z B - z A ) 2

Probleem 2-104 (12 th ) Gegeven dat F D = 560 N, Bereken de F D in cartesische coordinaten. Vector r AD = (-12 0)i + (8-0)j +(0 24)k Bereken nu de eenheidsvector u AD : u AD = -12i + 8j - 24k 12 2 +8 2 + 24 2 = -12 28 i + 8 28 j - 24 28 k 12 560 8 560 F D = - i + 28 28 j - 24 560 28 k = {-240i +160j - 480k}N

Probleem 2-104 vervolg F B =520N, F C =680N. Bereken de resulterende kracht F R die de drie tuidraden in punt A op de zendmast uitoefenen. F B = -200j - 480k F C = 320i + 360j - 480k F D = -240i +160j - 480k optellen F R = { 80i + 320j -1440k} N Is dit goed ontworpen?

Inprodukt (dot product) Het inprodukt van twee vectoren (A in B) is een scalar. A Bº A x B x + A y B y + A z B z Ook geldt: A B = AB cosθ where 0 θ 180 Dat kun je gebruiken om de hoek tussen twee vectoren uit te rekenen: cos( q) = A B A B = A x B x + A y B y + A z B z A x 2 + A y 2 + A z 2 B x 2 + B y 2 + B z 2

Inprodukt van cartesische eenheidsvectoren Via componenten: ( ) + ( 0 0) + ( 0 0) =1 i i = 1 1 Het kan ook door naar de hoek te kijken: i i = ( 1) ( 1)cos ( 0 ) =1 i i = j j = k k =1 i j = i k = j k = 0

Component van een vector in een bepaalde richting De component A a van een vector A in de richting a wordt gegeven door: A a = A u a = A cos q ( )

Toepassing van het inprodukt Het frame wordt belast met een horizontale kracht F = {300j}N. Bepaal van de component van F in de richting AB zowel de grootte als de cartesische coordinaatvorm.

Oplossing u AB = r AB r AB = 2i + 6j +3k 2 2 + 6 2 +3 2 = 2 7 i + 6 7 j + 3 7 k æ 2 F AB = F u AB = ( 300j) ç 7 i + 6 7 j + 3 è 7 k ö = 1800 ø 7 = 257.1N F AB = F AB u AB = (257.1N)( 2 7 i + 6 7 j + 3 7 k) = { 73.5i + 220j +110k}N

Huiswerk Reflecteer op de stof van hoofdstuk 2. Maak Toets 2 op Blackboard. Kijk naar de review problems van hoofdstuk 2, probeer daarvan het meest uitdagende probleem. Bespreek dat probleem met je medestudenten. Lees hoofdstuk 3.