antwoorden

PROEFWERK TECHNOLOGIE VWO 3
OVERGANG 2010
Module 11 KRACHT
VERSIE 1
- Maak duidelijke tekeningen met potlood en geodriehoek.
- Schrijf leesbaar en gebruik Nederlandse zinnen.
- Verklaar alle antwoorden met een berekening en/of een tekening.
- Voor de g-waarde van de aarde mag 10N/kg genomen worden.
Dit proefwerk bestaat uit 6 opgaven, met een totaal aantal punten van 60.
10P Opgave 1 Veerkracht
De veer hiernaast is een z.g. “drukveer” met een lengte van 10 cm en een veerconstante van 4
N/cm. Als de veer helemaal ingedrukt is heeft hij een lengte van 2,5 cm.
3p a] Bereken de lengte van de veer als je er een massa van 2,2 kg op legt.
U = F / Cv => U = 22/4 => U = 5,5 cm => L = 10 - 5,5 = 4,5 cm
3p b] Bij welke kracht zal deze veer maximaal zijn ingedrukt?
U = 10 – 2,5 = 7,5 cm => F = Cv x U => F = 4 x 7,5 => F = 30 N
c] Teken voor deze veer een grafiek, waarbij je de lengte uitzet tegen de kracht die erop
4p
uitgeoefend wordt, zorg dat je de minstens tot 35N in het assenstelsel kunt aflezen.
10P Opgave 2 Samenstellen van krachten
In de foto hiernaast dragen 2 personen een krat met inhoud. De
kracht die ieder afzonderlijk moet uitoefenen om de krat met inhoud,
onder een hoek van 400 met het lichaam in rust te houden, is 350N.
Bereken/bepaal wat de massa van de krat met inhoud is.
4p
FR = 536N => m = 53,6kg
6p
10P Opgave 3 Ontbinden van krachten
In de tekening hiernaast is gondel van een skilift afgebeeld, die aan een kabel ABC hangt. De
totale massa van gondel en de personen erin is 650kg.
Ten gevolge van de zwaartekracht op de gondel met de personen zullen in AB en BC krachten
gaan werken.
4p a] Maak een tekening op schaal van de situatie en ontbind de zwaartekracht in twee richtingen
AB en BC.
b] Bepaal de grootte van de kracht
in AB; is dit een duw- of
trekkracht?
3p FAB = 18000N (17859), trekkracht
c] Bepaal ook de grootte van de
kracht in BC; is dit een duw- of
trekkracht?
3p FBC = 19000N (19004), trekkracht
10P Opgave 4 Wrijvingskracht / Normaalkracht
Het modelvliegtuigje hiernaast heeft een massa van
8kg.
Op een gegeven moment slaat de motor uit en is de
bestuurder gedwongen om met een constante snelheid
te gaan landen. Daarbij maakt het vliegtuigje een hoek
van 300 (zie tekening). De volgende krachten spelen
een rol: Zwaartekracht (FZ), luchtwrijving (FW) en de
Lift van de vleugel (FL) deze laatste staat loodrecht op
de vleugel.
Neem de tekening over (niet te klein !!!).
Teken de krachten op schaal en bereken/bepaal hoe
groot ze zijn.
4p Tekening
2p FZ = 80N
2p FW = 40N
2p FL = 70N
10P Opgave 5 Evenwicht
Hiernaast staat een man
met een massa van 75kg.
We nemen aan dat de
massa gelijk over de lengte
van de persoon verdeeld is
(homogene verdeling).
Lichaamsmaat
1 = 1,80m
2 = 1,50m
3 = 0,60m
De persoon gaat op 2 manieren een z.g. “ligsteun” op een weegschaal maken.
De weegschalen hebben een schaalverdeling in kg.
Manier A; met de benen gestrekt en de voeten op de grond.
Manier B; met de knieën op de grond en onderbenen op de grond.
Bereken het verschil in wat de weegschalen zullen aanwijzen.
4p
Manier A => FWEEGSCHAAL = 375N => aanwijzing 37,5 kg
4p
Manier B => FWEEGSCHAAL = 250N => aanwijzing 25 kg
2p
Verschil tussen A en B => 12,5 kg
10P Opgave 6 Vaste stof druk
Hiernaast is een eikenhouten blokje (ρ = 0.8 g/cm3) afgebeeld.
Bereken de maximale druk die dit blokje op zijn ondersteunend
vlak kan uitoefenen.
Manier 1
2p
V=lxbxh
V = 90000 cm3
2p
m=ρxV
m = 72000 g => 72 kg
2p
FZ = m x g
FZ = 720 N
2p
A moet kleinste zijn (max druk) => A = 15 dm
2p
P=F/A
P = 48 N/dm2 = 4800 N/m2 (Pa)
Manier 2
4p
ρ = 0,8 g/cm3 = 800 kg/m3
2p
h = 0,6 m (max. Druk)
P=hxρxg
4p
2
P = 0,6 x 800 x 10
P = 4800 N/m2 (Pa)