HFD 1 les 4

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Beweging in het verkeer

Luchtwrijving

Ontstaat doordat je lucht steeds opzij moet duwen
Je kan luchtwrijving verminderen door:

• - je stroomlijn te verbeteren
  
• - je frontale oppervlak kleiner te maken
  

Krachten op een auto

          = duwkracht

          = wrijvingskracht

De duwkracht en wrijvingskracht zijn in de tegenovergestelde richting.

•          is groter dan           dus                is naar rechts.
  

F​duw​​

F​w​​

F​duw​​

F​w​​

F​res​​

Wat is de formule van het berekenen van resulterende kracht?

• Fᵣ = m ∙ a
  

Wat is de formule van het berekenen van gemiddelde snelheid?

• v_gem = ∆s / ∆t
  

Wat is de formule van het berekenen van gemiddelde versnelling/vertraging?

• a = ∆v / ∆t
  

Wat is de formule van het berekenen van een afstand bij een eenparinge versnelling/vertraging?

• s = ½ ∙ v ∙ t
  

Een auto heeft een motorkracht van 3200 N en een totale wrijvingskracht van 800 N. De auto heeft een massa van 800 kg. Bereken de versnelling.

• Geg:          Fᵣ = 3200 N – 800 N = 2400 N         m = 800 kg 
• Gevr:         a in m/s² 
  
• Uitw:          a = Fᵣ/m  
  
•                     a = 2400/800 
•                      a = 3,00 m/s² 
  

Een motorrijder trekt in 5,0 s op vanuit stilstand naar 120 km/h. De massa van de motor met rijder bedraagt 660 kg. Bereken de resulterende kracht op de motor met rijder

• geg:      ∆t = 5,0s    v_b = 0 m/s     vₑ = 120km/h = 33,3 m/s                                  m = 660kg
• gevr:       Fᵣ in N
• Uitw:       a = ∆v / ∆t      33,3 / 5 = 6,66 m/s²
•                   Fᵣ = m ∙ a
•                    Fᵣ = 660 ∙ 6,66
•                     Fᵣ = 4400 N    -> 4,4 ∙ 10³N 

Een bus staat voor een verkeerslicht en trekt op. Na 4,0 seconden heeft de bus een snelheid van 72 km/h. Bereken de versnelling van de bus.

• Gegeven: t = 4,0 s   v = 72 km/h : 3,6 = 20 m/s ( De snelheid moet in m/s )
• Gevraagd: a in m/s²
  
• Uitw:            a = Δv/Δt
  
•                       a = (20-0)/4,0 
•                       a = 5,0 m/s²
     

Bereken de afgelegde weg

Is de stopafstand hetzelfde als de remweg ?

1. Nee
2. Ja

Waarom zorgt een kreukelzone voor een "zachtere" botsing?

1. De kreukelzone botst en jij botst niet
2. De remweg wordt langer, en dan duurt de botsing langer
3. De kreukelzone veert weer terug
4. De remweg wordt korter, dus dan bots je korter

Een glad wegdek zorgt voor...

1. een grotere reactieafstand
2. een grotere remweg
3. beide worden groter
4. beide worden kleiner

bekijk de grafiek over de remweg.

uitspraak 1: wanneer jouw snelheid verdubbelt, dan verdubbelt ook jouw remweg.
uitspraak 2: de remweg bij een snelheid van 100 km/h is 60m

1. beide uitspraken zijn juist
2. beide uitspraken zijn onjuist
3. alleen uitspraak 1 is juist
4. alleen uitspraak 2 is juist

Een motorrijder rijdt met 100 km/h door een 450 m lange wandelstraat (alleen bestemd voor voetgangers). Bereken hoelang de motorrijder in overtreding is.

• geg:        v_gem = 100km/h = 27,8 m/s            ∆s = 450m  
  
• gevr: ∆t in seconde
  
• Uitw:    ∆t = ∆s/v_gem 
  
•                 ∆t =450/27,8 
  
•                  450/27,8 = 16,2 s

Hiernaast staat een (v-t)- diagram weergegeven. Bepaal de totaal afgelegde afstand bij het diagram. 

Let hierbij steeds op de eenheden langs de assen.

Voor de tijdsduur geldt: 

• Δt = 8 min. = 0,133 h 
  
• Voor de afgelegde afstand geldt dan: 
  
• Δs = 40 km/h ∙ 0,133 h = 5,3 km
  

Hiernaast zijn twee (v-t)- diagrammen gegeven. De schaalverdelingen langs de verticale assen zijn gelijk. Idem voor de horizontale assen.  Bij welk (v-t)-diagram is de afgelegde afstand

het grootst? Geef een toelichting.

• De afgelegde afstand in het rechter (v-t)-diagram is het grootst.
  Want de oppervlakte onder dit diagram is het grootst.

Mieke fietst van Rijswijk naar Delft. Zij heeft forse tegenwind. Onderweg stopt zij drie keer. De volgende dag fietst Alexandra precies dezelfde route. Zij heeft echter wind  mee en stopt niet onderweg. Als beide (v-t)-diagrammen in één figuur worden 

getekend, zullen ze er totaal verschillend uit zien. Toch is er een overeenkomst. Welke is dat? En waarom?

• De oppervlakte onder beide (v-t)-diagrammen is gelijk.      Reden: de afgelegde afstand is voor beiden gelijk.
  

Een vliegtuig wacht op de startbaan om te vertrekken. Na goedkeuring door de

verkeerstoren trekt het vliegtuig vanuit stilstand eenparig versneld op. Na 35 s komt het vliegtuig los van de startbaan. Het heeft dan 1200 m op de startbaan gereden.  Bereken de gemiddeldesnelheid van het vliegtuig.

• Gegeven:    v_b = 0m/s         Δt = 25s           Δs = 1200 m
  
• Gevraagd: v_gem
  
• Uitw: v_gem = Δs/Δt 
  
•             v_gem = 1200/35 
  
•             v_gem = 34,3 m/s
  

Een lichaam heeft een massa van 45 kg. Hoe groot is de versnelling dat het lichaam krijgt onder invloed van een kracht van 1,35kN? 

• Gegeven: m = 45 kg     Fᵣ = 1,35 kN = 1350 N
  
• Gevraagd: a in m/s²
  
• Uitw: Fᵣ = m ∙ a     
  
•             1350 = 45∙ a
•              1350/45 = 30m/s²

Een vliegtuig vertrekt op de 1200m lange landingsbaan. Na 35 s komt het vliegtuig los van de grond.  Het vliegtuig heeft een massa van 275 ton. Het Vliegtuig heeft op het einde van de landingsbaan een snelheid van 68,6 m/s. Bereken de nettokracht die nodig is om het vliegtuig te versnellen.

• Gegeven: m = 275 ton =
  275000kg Δs = 1200m vgem = 68,6m/s
  
• Gevraagd: F_n in N
  
• Uitw:           Fᵣ = m ∙ a    en    a = Δv/Δt 
  
•                       a = 68,6 /35
  
•                        a = 1,96 m/s²
  
•                        Fᵣ = m ∙ a
  
•                       Fᵣ = 275000 ∙ 1,96
  
•                       Fᵣ = 539000 N
  
•                       Fᵣ = 5,4 ∙ 10⁵ N
  

Een personenauto  met een massa van 950 kg remt in 3,2 s af van 60 km/h naar 25 km/h. Bereken de nettokracht.

• Gegeven: m = 950 kg Δt = 3,2 s Δv = 25 -60 = -35 km/h = 9,72m/s 
  
• Gevraagd: Fn in N 
  
• Uitw:           Fᵣ = m ∙ a     en       a = Δv/Δt  
  
•                       a = 9,72 /3,2 
  
•                       a = -3,04 
  
•                       Fᵣ = m ∙ a 
  
•                      Fᵣ = 950 ∙ 3,04 
  
•                       Fᵣ = 2886,3  
  
•                      Fᵣ = 2,9 ∙ 10³ N 
  

Hieronder zie je zes diagrammen over een voorwerp. Geef bij elk diagram aan of het voorwerp stilstaat of dat het versnelt, vertraagt of eenparig beweegt.

Je duwt een volgeladen kar naar het einde van de straat. Je snelheid is constant.

1. Je duwkracht is even groot als de wrijvingskracht.
2. Je duwkracht is groter dan de wrijvingskracht.
3. Je duwkracht is kleiner dan de wrijvingskracht.
4. Dat hangt van de massa af.

Bereken de trekkracht in de kabel als een voorwerp van 25kg met een versnelling van 1,5m/s² omhoog wordt gehesen. 

• Gegeven:         m = 25 kg           a = 1,5m/s²
  
• Gevraagd:        Fᵣ in N
  
• Uitw:                   Fᵣ = m ∙ a  
  
•                               Fᵣ = 25 ∙ 1,5
  
•                               Fᵣ = 37,5N
  

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Bepaal de versnelling die de lift in de loop van de tijd ondergaat. 

• Gegeven: Eerste deel                                                                       Δv =  8,0m/s     Δt = 2,0s
• Gevraagd: a in m/s²
• Uitw:  a = Δv / Δt
•              a = 8,0 / 2,0 
•              a = 4,0m/s²

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Bepaal de versnelling die de lift in de loop van de tijd ondergaat.

• Gegeven: Tweede deel                                                                    Δv = 8-8=0m/s   Δt = 6,0s
• Gevraagd: a in m/s²
• Uitw:  a = Δv / Δt
•              a = 0 / 6,0 
•              a = 0m/s²

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Bepaal de versnelling die de lift in de loop van de tijd ondergaat.

• Gegeven: Derde deel                                                                    Δv = 0 - 8 = -8,0m/s        Δt = 2,0s
• Gevraagd: a in m/s²
• Uitw:  a = Δv / Δt
•              a = -8,0 / 2,0 
•              a = -4,0m/s²

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Bepaal de afstand die de lift heeft afgelegd tijdens de rit omhoog.

• Gegeven: Eerste deel  v = 8 m/s   Δt = 2,0s
  
• Gevraagd: s in m
  
• Uitw:    s = ½ ∙ v ∙ t
•                 S = ½ ∙ 8 ∙ 2
•                  s = 8m

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Bepaal de afstand die de lift heeft afgelegd tijdens de rit omhoog.

• Gegeven: Tweede deel  v = 8 m/s   Δt = 6,0s
  
• Gevraagd: s in m
  
• Uitw:    s = v ∙ t
•                 S = 8 ∙ 6
•                  s = 48m

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Bepaal de afstand die de lift heeft afgelegd tijdens de rit omhoog.

• Gegeven: Derde deel  v = 8 m/s   Δt = 2,0s
  
• Gevraagd: s in m
  
• Uitw:    s = ½ ∙ v ∙ t
•                 S = ½ ∙ 8 ∙ 2
•                  s = 8m

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Gaat de lift van t=8 s tot t=10 s omhoog of omlaag? Leg uit.

• In de grafiek is duidelijk te zien dat de snelheid steeds groter is dan 0. De lift beweegt dus steeds met dezelfde kant op. In dit geval gaat de lift dus wel steeds omhoog. De snelheid neemt in de laatste twee seconden echter wel af. De lift remt af.

De lift

Bekijk het v,t diagram van een lift in een kantoorgebouw.

Hoe kun je met een lift gewichtloosheid nastreven?

• Stel je eens voor dat er geen vaste grond was of niets om je aan vast te grijpen. Je bent dan in een vrije val. Als je een vrije val maakt en je gaat tijdens de vrije val op een weegschaal "staan" zal de weegschaal 0 aanwijzen. Je bent dan dus gewichtloos. Als een liftkabel breekt en de lift maakt een vrije val vallen de inzittende net zo snel als de lift. De weegschaal zal dan dus 0 aanwijzen en je bent gewichtloos.
  

Je rijdt in een auto rijdt met 144 km/h. Plotseling remt een voorligger. Het duurt 0,90 s (de reactietijd) voordat je remt. Daarna rem je met 6,0 m/s² tot stilstand. Je knalt nog net niet op de voorligger.

Bereken de reactieafstand.

• gegeven:      v=144 km/h = 40 m/s    reactietijd = 0,90s  a=-6,0m/s² 
  
• gevraagd:    reactieafstand
• uitw.:             ∆s = v ∙ ∆t     
•                         ∆s =40 ∙ 0,90       
•                         reactieafstand =  36m    
  

Je rijdt in een auto rijdt met 144 km/h. Plotseling remt een voorligger. Het duurt 0,90 s (de reactietijd) voordat je remt. Daarna rem je met 6,0 m/s2 tot stilstand. Je knalt nog net niet op de voorligger.

Bereken de afstand die je aflegt tijdens het vertragen.

• gegeven: v = 144 km/h = 40 m/s        reactietijd = 0,90s               a = -6,0m/s2 
  
• gevraagd: ∆s tijdens het vertragen
  
• uitw.             a= ∆v / ∆t    6,0 = 40/∆t     ∆t = 6,66s    
•                        s = ½ ∙ v ∙ t   
•                        s = ½ ∙ 40 ∙ 6,66         
•                         s = 133,33 m  
•                          s = 1,3 ∙ 10²m

Je rijdt in een auto rijdt met 144 km/h. Plotseling remt een voorligger. Het duurt 0,90 s (de reactietijd) voordat je remt. Daarna rem je met 6,0 m/s2 tot stilstand. Je knalt nog net niet op de voorligger.

Bereken je gemiddelde snelheid over het hele stuk dat je auto heeft gereden.

• gegeven: v = 40m/s    reactietijd + stoptijd = 0,90 + 6,66 = 7,566s   a=-6,0m/s² reactieafstand = 36m     remafstand = 133,33 m
  
• Stopafstand = reactieafstand + remweg    36 + 133,33  = 169,33 m
• gevraagd: v_gem
  
• uitw.:          v_gem = ∆s / ∆t        
  
•                      v_gem = 169,33 / 7,566         
  
•                      v_gem = 22,379 m/s
•                      v_gem = 22 m/s    
  

Huiswerk

Bestudeer 

maak opdr. 71 en 76 uitgebreid!