Icon up Overzicht

Oefening: modelleren van bewegingen

Modelleer opdrachten, waarmee je je vaardigheid in het maken en veranderen van modellen in Coach 5 kan testen. Enige kennis van de “Natuurkunde van de Rensporten” is wel vereist. Succes!

Lees eerst het artikel “Rensporten algemeen” voordat je aan deze modelleeroefeningen begint.

Voor het maken van een model kun je gebruik maken van Coach thuis. Ga daarvoor naar de volgende "Coach 5 thuis" pagina van de UVA. Als jouw docent de gevraagde codes niet heeft neem dan contact op met leerlingen@natuurkunde.nl.

 

1. Het uitrijden van de wielrenner

Een wielrenner heeft (inclusief fiets) een massa van 78 kg. Hij passeert op tijdstip t = 0 de finish met een snelheid van 45 km/h en laat zich uitrijden totdat hij helemaal tot stilstand is gekomen. De rolwrijvingscoëfficiënt is 0,0040 en de luchtwrijving is gegeven door Fwlucht = k*v2. De constante k is nu 0,26.

Opdracht:
Maak een Coachmodel van de beweging en bepaal wanneer en na hoeveel meter de renner tot stilstand komt

  • eerst zonder luchtwrijving
  • dan met luchtwrijving

2. Verband tussen snelheid en nuttig motorvermogen bij een raceauto

Van een raceauto is het volgende gegeven:

massa: 1500 kg
rolwrijvingscoëfficient: 0,0080
Frontaal oppervlak: 2,0 m2
cw –waarde: 0,30
Neem voor de dichtheid van lucht 1,20 kg/m3.

 

Opdracht:

Laat de computer een diagram maken waarin horizontaal het nuttig motorvermogen (loopt van 0 tot 600 kW) en vertikaal de te behalen snelheid wordt uitgezet. Verander het model voor de situatie dat de auto een helling met een hellingshoek van 5,0o oprijdt en laat de computer het diagram weer maken.

3. Snelheid en bocht bij een raceauto

De auto uit het bovenstaande opdracht heeft een wrijvingscoeffcient voor de zijwaartse wrijving van 1,20.

Bij het plannen van een race op een bepaalde baan, wil men een diagram hebben dat het verband tussen de straal van de bocht en de maximale snelheid waarmee de bocht genomen kan worden is te vinden. Laat de straal oplopen van 0 tot 500 m. Doe dit voor 3 verschillende hellingen in de bocht.: 0, 10o en 20o

Opdracht:

Laat de computer het gevraagde diagram maken. Maak daarbij gebruik van de volgende formule:

>

Voor meer informatie: zie het artikel: “Renners in de bocht”

Als het wegdek een hellingshoek α heeft, kan de raceauto de bocht met hoge snelheid nemen.