Werkles Hst 12f auto`s en warmte

Werkles Hst 12f auto’s en warmte
1) Een tram met een massa van 802 kg trekt op met een
startsnelheid van 10 m/s. Vanuit de bovenleiding wordt
1,76 s lang een elektrisch vermogen van 420 kW
opgenomen. Het rendement van de elektromotor en de
overbrenging is samen 90%. De wrijvingskracht op de
tram is weergeven in de grafiek.
Bereken de eindsnelheid van de tram na 35 m rijden.
2) Het rendement van een benzine auto is 32 %. Het
verbruik is 1 op 12 bij 95 km/h.
a) Bereken het geleverde vermogen van de auto.
b) Bereken de totale wrijvingkracht op de auto.
3) Trek Aerospace Sunnyvale (VS) brengt na jaren van research en testen de
SoloTrek op de markt. Met deze mini-helicopter kunnen mensen zelfstandig het
luchtruim kiezen. De SoloTrek heeft twee tegen elkaar in draaiende rotorbladen in een
vaste behuizing die naar voren kunnen kantelen. De rotorbladen zorgen zowel voor de
kracht die nodig is om op te stijgen als voor de voortstuwing. De SoloTrek heeft een
tank die 47 liter benzine kan bevatten en de motor heeft een vermogen van 120 pk.
Tijdens de start draaien de rotorbladen in een horizontaal vlak. Bij deze start
wordt de luchtweerstandskracht verwaarloosd. In verticale richting werken dan twee krachten op de
SoloTrek: de zwaartekracht Fz en de stuwkracht Fstuw. Veronderstel dat de stuwkracht constant is. De totale
massa bedraagt 255 kg. De piloot bereikt in 4,0 s een hoogte van 5,0 m.
a) Bereken de hiervoor benodigde stuwkracht.
In het artikel wordt een ouderwetse eenheid van vermogen gebruikt, de paardenkracht (pk). Zie tabel 5
Binas. Er wordt bedoeld dat het maximale nuttige vermogen dat de motor kan leveren 120 pk bedraagt. Bij
dit vermogen heeft de motor een rendement van 30%.
b) Bereken hoe lang je op dit vermogen kunt vliegen met een volle tank.
4) Vorig jaar heeft de Amerikaan Steve Fossett in een speciaal vliegtuig,
de Globalflyer, een vlucht rond de wereld gemaakt. Het bijzondere aan
deze vlucht was dat onderweg geen enkele keer werd bijgetankt: op één
tank de wereld rond. Op de website van het project staat dat de vlucht
67 uur, l minuut en 46 seconde duurde. Daarbij legde het vliegtuig een
afstand van 19880 zeemijl af.
a) Bereken de gemiddelde snelheid, in km/h, van de Globalflyer tijdens zijn vlucht rond de wereld.
Tijdens de vlucht werken 3 krachten op het vliegtuig: Fz, Fmotor en Flucht . In de tekening zijn Fz en
Fmotor als vectoren weergegeven op een moment dat het vliegtuig met constante snelheid op een
constante hoogte vloog.
b) Construeer de kracht Flucht .



De website van het project vermeldt meer gegevens van de vlucht:
totale massa bij vertrek: 10158 kg;
verbruikte brandstof: 6768 kg;
nuttig vermogen van de motor: gemiddeld 0,46 MW.
Bij de verbranding van 1,0 kg brandstof komt 48∙106 joule vrij.
c) Bereken het rendement van de motor.
1) 30 m/s
2) a) 2,3∙104 W b) 8,8∙10² N
3) a) 2,66·103 N b) 5,3·103 s
4) a) 549,3 km/h. c) 34%