5.4 Remmen en botsen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

krachten

Remmen en botsen (paragraaf 5.4)

vwo 3 proefwerk 2 natuurkunde 

Starten

Zit klaar met je spullen op tafel.

1. boek nova
   
2. schrift
   
3. pen en potlood
   
4. rekenmachine
   
5. geodriehoek

maak aantekeningen a.u.b.

https://basisonderwijs.online/digibordtools/dobbelstenen.html

Lesdoelen

• wat is stoppen?
• berekenen van de reactie afstand
• berekenen van de remweg

Wat weet je al?

• Reageren is een eenparige beweging, dus de snelheid blijft gelijk. 
• Als de snelheid gelijk blijft, dan kun je de afstand (s) uitrekenen met de formule: s=v.t
• stoppen is een vertraagde beweging tot stilstand. De eindsnelheid (v_eind) = 0 m/s. 
• Als de snelheid groter/kleiner wordt, dan kun je de afstand uitrekenen met de formule: s = v_gem.t (gemiddelde van de eind en de beginsnelheid)

Wat weet je al?

• s = afgelegde weg in de eenheid meter (m)
• v = snelheid in de eenheid meter per seconde (m/s)
• t = tijd in de eenheid seconde (s)
• omrekenen: ...km/h : 3,6 = ...m/s

remmen en botsen

Bij de meeste botsingen in het verkeer proberen de automobilisten de botsing nog te voorkomen maar lukt het niet om de auto nog op tijd tot stilstand te krijgen. De afstand die de auto af legt tijdens het remmen noemen we de remweg. Hoe lang die remweg is gaan we bespreken.

Kies op de volgende dia steeds het goede antwoord en noteer dit in je schrift.:

De remweg wordt groter als:

- de massa van de auto groter/kleiner is

- de beginsnelheid van de auto groter/kleiner is

- de remkracht van de auto groter/kleiner

- de banden van de auto glad/ruw zijn

- het wegdek onder de auto droog/nat is 

Antwoorden:

- de massa van de auto groter/kleiner is

- de beginsnelheid van de auto groter/kleiner is

- de remkracht van de auto groter/kleiner

- de banden van de auto glad/ruw zijn

- het wegdek onder de auto droog/nat is 

reactietijd en reactie-afstand

Als de automobilist wil remmen in het verkeer omdat er iets onverwachts gebeurd dan kost dit tijd. De automobilist schrikt en moet dan gaan bedenken hoe te handelen. Meestal duurt dit minder dan een seconde. 

Tijdens die seconde legt de auto afstand af: de reactie afstand. 

reactietijd en reactie-afstand

De reactietijd wordt groter als de bestuurder

• drugs, medicijnen of alcohol gebruikt heeft
• vermoeid of slaperig is
• afgeleid wordt (telefoon, omkijken, ruzie of kletsen in de auto)

De reactie afstand wordt groter als de bestuurder

• een langere reactietijd heeft (zie boven)
• met een hogere snelheid rijdt

Stopafstand

Stoppen = reageren + remmen

Stopafstand

Vanaf dat de bestuurder wil remmen tot aan dat de auto echt stil staat, dat is de stopafstand.

stopafstand = reactie-afstand + remweg 

Reactie-afstand: de afstand die je aflegt tussen het zien v.h. gevaar en het remmen.

Remweg: de afstand tijdens het remmen.

Stopafstand

De reactie afstand

De reactie afstand is de afstand die je aflegt tijdens het reageren. Er wordt nog niet geremd dus de snelheid blijft gelijk. Dit is een eenparige beweging (of een constante beweging).

De reactie afstand

De afstand kun je uitrekenen met de formule:

s = v . t

(s = afstand in m, v = snelheid in m/s, en t = tijd in s)

s = v.t	s = ? v = 2,5 m/s t = 6 s
s = 2,5 x 6	s = 15 m

De vertraging

Een auto rijdt elke seconde 2 m/s langzamer.  

Je zegt dan dat de vertraging (a) 2 m/s2 is.

Berekening van de vertraging:

                                                    

	a = ? m/s t = 6 s
a = 12 : 6	a = 2 m/s 2

a=​t​​Δv​​

Δv=0−12=(−)12

De gemiddelde snelheid

De auto heeft een beginsnelheid van 12 m/s.

De eindsnelheid is 0 m/s

Het gemiddelde van 12 en 0 = 6 m/s

(12 + 0) : 2 = 6

                                                    

De remweg

Bij remmen (een vertraagde beweging tot stilstand) is de formule om de afgelegde weg te berekenen: s = vgem.t

                                                    

s = v gem .t	s = ? v gem = 6 m/s t = 6 s
s = 6 x 6	s = 36 m

00:40

Berekenen van de reactie afstand

Maak in je schrift, de volledige berekening om de reactie afstand uit te rekenen.

s = ?

v = 36 km/h

t = 0,8 s

00:36

Het gemiddelde

Bereken het gemiddelde in je schrift van de beginsnelheid en de eindsnelheid.

00:59

Remtijd

Bereken de remtijd en noteer dit in je schrift.

01:23

Bereken de remweg

Bereken nu de remweg met een volledige berekening in je schrift.

srem = ?

vgem = 5 m/s

t = 1,6 s

01:34

Bereken nu de totale stopafstand 

Bij de eerste video-clip heb je de reactie afstand berekend.

Bij de tweede video-clip heb je de remweg berekend.

Bereken met die gegevens de stopafstand.

Noteer de formule en vul deze in.

Bereken de stopafstand met gegevens uit de grafiek.

<----- reactie ----->

<-------------- remmen ------------->

Reactie:

het horizontale gedeelte uit de grafiek:

	s = ? v = 24 m/s t = 0,7 s
s = 24 x 0,7	s = 16,8 m

s=v⋅t

Remmen:

het schuine (aflopende) gedeelte uit de grafiek:

	s rem = ? v gem = m/s t = 4,7 - 0,7 = 4 s
s = 12 x 4	s = 48 m

s​rem​​=v​gem​​⋅t

​2​​24+0​​=12

<-- 16,8 m -->

stoppen:

De reactie afstand en de remweg optellen bij elkaar

<-- 16,8 m -->

<-- 48,0 m -->

Botsen

De kreukelzone en riem verminderen de kracht bij een botsing.

Dit blijkt uit Fres = m x a en 

De grotere afstand tijdens de botsing zorgt voor een langere remtijd en dus kleinere vertraging. De remkracht wordt dus ook kleiner.

a=​Δt​​Δv​​

Maak de opdracht in je schrift.

Noteer eerst de vraag en de gegevens rechtsboven.

F = ?

m = 80 kg

t = 0,06 s

v(begin) = 9,0 m/s;  v(eind) = 0,0 m/s.

F=m⋅a

a=​Δt​​Δv​​

Bereken eerst de versnelling (a)

	F = ? m = 80 kg t = 0,06 s v(begin) = 9,0 m/s; v(eind) = 0,0 m/s.
= 9:0,06 = .	a = 150 m/s 2

a=​Δt​​Δv​​

a=​0,06​​0−9​​

Bereken dan de remkracht (F) 

	F = ? m = 80 kg a = 150 m/s 2 t = 0,06 s v(begin) = 9,0 m/s; v(eind) = 0,0 m/s.
	F = 12 000 N (of 12 kN)

F=m⋅a

F=80⋅150

Controle vragen

Noteer de formule voor de stopafstand en geef drie dingen aan waar de afzonderlijke afstanden vanaf hangen.

Stopafstand=reactieafstand+remweg.

reactie afstand kan groter worden door medicijnen, alcohol, drugs, leeftijd, afleiding, telefoneren, vermoeidheid

remweg kan groter worden door gladde banden of weg, grotere snelheid, grotere massa, minder remkracht  

Controle vragen

Kate fietst 36 km/h en houdt op met trappen waardoor ze na 20 s stil staat. Bereken haar vertraging.

Controle vragen

Kate fietst 36 km/h en houdt op met trappen waardoor ze na 20 s stil staat. Bereken haar vertraging.

.	a = ? v(begin) = 36 km/h : 3,6 = 10 m/s v(eind) = 0 m/s m/s t = 20 s
a = 10 : 20	a = 0,5 m/s 2

a=​Δt​​Δv​​

Δv=10−0=10

Controle vragen

Bereken de vertraging van een auto als de remkracht 2 kN is en de massa 1000 kg bedraagt.

Controle vragen

Bereken de vertraging van een auto als de resulterende kracht 2 kN is en de massa 1000 kg bedraagt.

F res = m . a	a = ? F res = 2kN = 2000 N m = 1000 kg
2000 = 1000 x a a= 2000 : 1000	a = 2 m/s 2

Noteer in je schrift de antwoorden op de volgende vragen:

a) Reactietijd =..........s

b) Vertraging = ..........

c) m = 800 kg

De remkracht = .........

d) stopafstand = ......

0,7 s

a = 24 : 4 = 6 m/s^2

F=800 x 2 = 1600N

reactie = 24 x 0,7 = 16.8m

remweg = 12 x 4 = 48m

stoppen = 64,8m

Huiswerk

Lezen paragraaf 5.4 bladzijde 211 t/m 215

maken vraag 38,39,40,41,42,43,44,45 (bladzijde 216 t/m 218)

Hierna volgen nog twee oefenvragen met uitwerking.