Opgave
Achmed kreeg een reclamefolder in de bus van Intertoys. In deze folder staat de volgende looping van een racebaan afgebeeld.
De diameter is 20 cm en de autootjes hebben elk een massa van 80 gram. Op het moment dat een autootje een kwart cirkel heeft doorlopen en dus verticaal omhoog gaat , is zijn snelheid 2,3 m/s.
a) Bereken de normaalkracht van de wand op het autootje in die situatie.
b) Bereken de snelheid van het autootje in het laagste punt van de baan.
Uitwerking vraag (a)
Er werken twee krachten om "9 uur"; de zwaartekracht en de normaalkracht. Die staan loodrecht op elkaar. De zwaartekracht werkt in de richting tegengesteld aan de snelheid en remt het autootje af; de normaalkracht wijst in de richting van het middelpunt en 'speelt' voor middelpuntzoekende kracht.
Uitwerking vraag (b)
Om de snelheid in het laagste punt te bepalen gebruiken we energiebehoud. Op iedere plaats is de som van kinetische en zwaarte-energie gelijk.
De som om ‘9 uur’ = som om ‘6 uur’.
• ½mv2 + mgh = ½ m × 2,32 + m × 9,81 × 0,10 = ½ mvbeneden2 >>
• vbeneden = 2,69 m/s = 2,7 m/s.
