Hoofdstuk 3 + 4

Opgave 1 Een fietser
Naam: ............................
Een fietser rijdt over een horizontale weg. Hij ondervindt daarbij rolwrijving en luchtwrijving.
De rolwrijving is constant.
De totale wrijvingskracht als functie van zijn snelheid is weergegeven in de figuur.
De fietser rijdt met een constante snelheid van 6,0 m/s.
3p
1
Bepaal de luchtwrijving die de fietser bij deze snelheid ondervindt.
Hij rijdt vervolgens met een andere constante snelheid een helling van een brug op.
Zie figuur.
De hellingshoek is hier 4,5°.
De totale wrijvingskracht die hij ondervindt is 24 N.
De massa van fietser en fiets samen is 82 kg.
4p
2
Bereken de kracht in de richting van de beweging die bij deze snelheid nodig is.
Opgave 2 Vliegtuigje
In figuur 1 is een vliegtuig schematisch weergegeven. Naast het vliegtuig zijn de zwaartekrachtFz en
de voortstuwende krachtFpropeller getekend.
De massa van het vliegtuigje is 255 kg.
4p
6p
3
Het vliegtuigje vliegt met een constante snelheid op een constante hoogte. Op het vliegtuig werkt nog
een kracht: de kracht van de lucht op het vliegtuigFlucht.
Neem aan dat alle krachten in hetzelfde punt aangrijpen.
Bepaal m.b.v. de figuur de grootte (in newton) van de vectorFlucht
4
Bij een snelheid van 6,7 m/s komt het vliegtuigje los van de grond; dat is de zogenaamde
lift-offsnelheid.
De startbaan is 120 m lang. Neem aan dat de beweging tijdens het starten eenparig versneld is en dat
de piloot de hele startbaan nodig heeft om de lift-offsnelheid te bereiken.
Bereken de resulterende kracht tijdens het starten.
Opgave 3 Een proefje in de trein
1p
6p
5
6
Werner hangt in de trein een ring aan een touwtje. Zolang de trein stilstaat of met een constante
snelheid rijdt, hangt het touwtje verticaal naar beneden. Bij het optrekken en afremmen, maakt het
touwtje een hoek met de verticaal. Gedurende enige tijd is de uitwijking van de ring in de rijrichting
van de trein. Zie onderstaande figuur.
Geef aan of de trein optrekt, afremt of dat dit niet te bepalen is.
Uit de hoek α die het touwtje maakt met de verticaal, is de versnelling of vertraging van de trein te
bepalen. Figuur l staat vergroot op de volgende bladzijde. Deze figuur is op schaal. Op de ring werken
twee krachten: de zwaartekracht Fz en de spankracht Fs in het touw.
De vector Fz is al getekend. De verticale component van Fs heft de zwaartekracht op.
De massa van de ring is 92 gram.
Bepaal de versnelling of vertraging van de trein.
• Teken daartoe in de figuur de spankracht Fs en de resulterende
kracht Fres op de ring in de juiste verhouding tot de zwaartekracht.
• Laat alle krachten aangrijpen in het zwaartepunt Z.