Oefenopgave Auto Helling Verbruik

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

Verbruik op helling

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een beginsnelheid van 54,0 km/h. 

De hellingshoek is 4,2^o. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%. (Tegenwerkende) wrijvingskrachten worden verwaarloosd.

Bereken hoeveel mL benzine er is verbruikt.

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%. (Tegenwerkende) wrijvingskrachten worden verwaarloosd.
Bereken hoeveel mL benzine er is verbruikt.
Vul hieronder zoveel mogelijk gegevens / berekeningen in die je nodig denkt te hebben om deze som op te lossen. Kom je niet tot het antwoord, lever dan in wat je hebt, en kijk naar de uitleg.

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%. (Tegenwerkende) wrijvingskrachten worden verwaarloosd.
Bereken hoeveel mL benzine er is verbruikt.

Tip: Had je de stookwaarde van benzine opgezocht? Antwoord 'Ja', of 'Nee'. Bij nee zoek dan de stookwaarde van benzine op en noteer het achter je 'Nee'. Controleer in beide gevallen je antwoord.

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h....

Tip: De stookwaarde zegt iets over de energie die je uit de benzine kan halen. Snelheden zeggen iets over de kinetische energie van de auto. Had je beide kinetische energieën van de deze auto uitgerekend? Ja / Nee. Bij nee: reken ze uit en schrijf ze op. Kijk in beide gevallen even bij de uitleg of je waardes goed zijn.

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h...

Tip: Niet alleen de snelheid is veranderd, maar ook de hoogte. Had je het verschil in hoogte uitgerekend? Dit kan met de afgelegde weg en de hellingshoek, en SOS CAS of TOA. Ja / Nee. Bij nee, maak een schets. reken de hoogte uit en schrijf hem op. Controleer in beide gevallen je antwoord.

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h...

Tip: Nu je de hoogte weet, kan je de zwaarte-energie (toename) van de auto uitrekenen. Had je dit gedaan? Ja / Nee. Bij Nee natuurlijk weer uitrekenen en in beide gevallen controleren!

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%. (Tegenwerkende) wrijvingskrachten worden verwaarloosd.

Tip: Had je de energievergelijking opgesteld? Er is geen wrijving dus géén verlies Q.

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%.

Tip: Met de energievergelijking kan je nu de (benodigde) motorenergie uitrekenen want je weet de 2 Ek's en de Ez. Had je dat gedaan? Controleer je antwoord!

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%.
Bereken hoeveel mL benzine er is verbruikt.

Tip: Als je weet hoeveel de motor aan nutiige energie moet leveren, kan je met het rendement uitrekenen hoeveel chemische energie er uit de benzine moet komen. Had je dat gedaan? Controleer!

Een auto van 850 kg rijdt een helling op met een snelheid van 54,0 km/h. De hellingshoek is 4,2 graden. Na 750 m rijden is de snelheid gedaald naar 46,8 km/h. Het rendement van de benzinemotor is 32%. (Tegenwerkende) wrijvingskrachten worden verwaarloosd. Bereken hoeveel mL benzine er is verbruikt.

Tip: Als je weet hoeveel energie je uit de benzine moet halen, kan je met de stookwaarde uitrekenen hoeveel m^3 (en daarmee mL) benzine je nodig hebt. Gebruik eventueel een verhoudingstabel.

Uitleg

Je rijdt een helling op, dus er ontaat zwaarte-energie. Je hebt aan het begin en aan het eind kinetische energie. Deze is afgenomen. De toename van zwaarte-energie is groter dan de afname van kinetische energie, er is dus een toename van de totale mechanische energie. Deze energie komt uit motor (en  daarmee uit de benzine). Het rendement van de motor koppelt deze twee energieen. Weet je hoeveel energie je via de benzinde IN de motor moet stoppen, kan je uitrekenen hoeveel volume (m^3, L, mL) benzine je daarvoor nodig hebt.

Ech --> rendement --> Emotor
Emotor + Ek,begin --> Ek,eind + Ez
(De Ez mag aan het begin op 0 worden gesteld, omdat dit het laagste punt 'van de som' is. 

Als je nog iets niet begreep, geef dat dan zo duidelijk mogelijk aan.