Icon up Overzicht

Exaktueel: Britten op stoom naar nieuw record

Onderwerp: Aerodynamica, Arbeid en energie, Kracht en beweging, Rechtlijnige beweging, Werktuigbouw

Begrippen: Bewegingsenergie, Kracht, Arbeid

Havo/vwo, Mechanica, gevorderd, 15 min

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel.Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde onderwijs op de middelbare school.

Opgave

Bron: Technisch Weekblad oktober 2008

Bron: Technisch Weekblad oktober 2008

Vragen en opdrachten bij dit artikel

Een record dat al een eeuw staat. Bijna net zo onvoorstelbaar als het record zelf. De stoommachine van Stanley (zie foto hieronder) beschikte over een vermogen van slechts 30 pk. De paardenkracht is een oude eenheid voor vermogen. De relatie tussen het vermogen van de motor en snelheid van de auto wordt gegeven door de formule P = Fv. De recordsnelheid is het gemiddelde van de snelheid gemeten over een lengte van 1,0 km.

Stanley Rocket

a) Reken het vermogen dat de stoommachine van Stanley leverde om in watt.

b) Bereken de kracht die de stoommachine van de Stanley Rocket leverde tijdens de recordrit.

c) Bereken de arbeid die de stoommachine in de Stanley Rocket heeft moeten leveren tijdens die kilometer.

De nieuwe recordwagen van de Britten krijgt een veel groter vermogen dan de Stanley Rocket. Toch is de verwachte snelheid die de wagen kan halen “maar” 69 km/h hoger. De recordrit gaat over een lang, recht traject.

d) Geef één verklaring waarom de Britse stoomwagen zo veel extra vermogen nodig heeft.

De verwachting is dat voor de recordrit twee minuten nodig zijn om de snelheid van 274 km/uur te bereiken. De massa van de wagen is 3,0•103kg.

e) Bereken de gemiddelde netto kracht die de stoommachine van de Britten zal gaan uitoefenen tijdens de rit.

f) Bereken de lengte van de baan die minimaal nodig zal zijn om het record te breken.

g) Leg uit waarom bij de vorige vraag gesproken wordt over de “minimale” baanlengte.

Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.