Vermogen, arbeid en verbruik bij het oprijden van een helling
Natasja stelde deze vraag op 11 juni 2011 om 22:47.Hallo,
Ik heb een opdracht gemaakt, maar ik heb hier nog wat vragen over.
De opdracht:
Een auto van 960 kg ondervindt bij een snelheid van 90km/h een totale wrijvingskracht van 630 N. De auto rijdt op een bergweg met een lengte van 6,4 km en een helling van 8% (8m verticale stijging op een weglengte van 100 m).
(Ik ben ervan uitgegaan dat de af te leggen weg, dus de schuine zijde, zelf 100 m is en niet de horizontale lijn. Klopt dit?)
a. Hoe groot is het vermogen van de motor bij een snelheid van 90 km/h als de auto op een vlakke weg zou rijden?
P = F x v
v = 90 / 3,6 = 25 m/s
P = 630 x 25 = 15750 W = 16 x 10^3 W
b. Bereken hoeveel arbeid de motor moet leveren bij het oprijden van de bergweg.
De tegenwerkende krachten zijn de zwaartekracht en de wrijvingskracht. Ik denk dat je de arbeid die deze 2 krachten leveren bij elkaar op moet tellen.
Wz = Ez = mgh
Je moet dus eerst de hoogte weten en daarvoor moet je hoek weten:
sin -1 hoek a = 8/100 = 4,6 graden.
Kan ik hierbij gewoon sin-1 noteren (zoals het op de GR staat) of moet dit anders?
sin 4,6 graden = h / 6400
h = sin 4,6 graden x 6400 = 512 m
Wz = mgh = 960 x 9,81 x 512 = 4821811,2 J
Ww = Fw x s = 630 x 6400 = 4032000 J
Kun je hierbij gewoon Fw x s doen, want ze hebben toch dezelfde richting, ookal is die richting schuin?
Wtot = Wz + Ww = 4821811,2 + 4032000 = 8853811,2 J = 8,9 x 10^6 J
c. Hoe groot is het vermogen dat de motor hierbij levert?
P = W / t
t = s / v = 6400 / 25 = 256 s
P = 8853811,2 / 256 = 34585,2 W = 35 x 10^3 W
Dit lijkt mij erg veel, aangezien het nodige vermogen bij een rechte weg slechts 16 x 10^3 was.
d. Bereken hoeveel liter benzine de auto verbruikt heeft tijdens de bergrit als het rendement van de automotor 32% is.
n (rendement) = (Puit / Pin) x 100%
32% = (34585,2 / Pin) x 100%
0,32 = 34585 / Pin
Pin = 34585 /108078,75 W0,32 = 108078,75 W
108078,75 W = 108078,75 J/s
Stookwaarde benzine = 33 x 10^9 J/m3 (uit Binas)
33 x 10^9 J/m3 = 33 x 10^6 J/L
108078,75 J/s x 256 s = 27668160 J
27668160 / 33 x 10^6 = 0,84 L
Dit lijkt mij een realistisch antwoord, maar ik weet niet of mijn vorige antwoorden goed zijn.
Zou iemand mij hierbij willen helpen?
Alvast bedankt,
Gr. Natasja