Rekenen met een satelliet
David stelde deze vraag op 01 juli 2018 om 17:37.Een satelliet (11.1 * 103 kg) buiten de dampkring van de aarde opent gedurende anderhalf uur zijn zonnepanelen die de zonnestraling (1,35 kW/m2) omzetten naar een elektrische energie met een efficiëntie van 34,0%. De panelen hebben samen een oppervlakte van 30,0 m2.
a) De elektrische energie wordt omgezet in voortstuwing om de satelliet naar een andere baan te krijgen. Met een rendement van 45,0% wordt de energie omgezet in beweging. Hoeveel kinetische energie kan er worden verkregen voor de voortstuwing van de sateliet?
b) Bereken de eindsnelheid die de satelliet kan bereiken als deze vanuit stilstand wordt voortgestuwd.
c) Hoe groot is de kracht die uitgeoefend wordt op de sateliet?
======================================================
Bij A, B en C kreeg ik er geen antwoord uit. Kan iemand mij helpen?
Reacties
Dat is dus bij geen van de vragen.
Maar wat heb je dan wel gedaan (ook al blijkt dat dan niet goed te zijn)?
Deze site geeft geen kant-en-klare antwoorden. Daar leer je niks van en dan heb je volgende keer een zelfde probleem.
Dus: hoever kwam je, en hoe deed je dat?
Begin bij a) eens te denken aan:
- hoeveel energie komt er nuttig vrij uit die zonnepanelen?
- herinner dat arbeid = verandering in kinetische energie (W = ΔEkin). En van de nuttige energie die de panelen geven wordt maar weer een deel gebruikt voor voortstuwing (de rest waarschijnlijk aan elektronica aan boord, verandering van zwaarte-energie in een andere baan e.d.)
Bij c) geldt de regel W = Fs cos φ met W de arbeid, F de kracht, s de afgelegde weg en φ de hoek tussen kracht en weg.
Bij A had ik al bedacht om de 1,35 kW/m2 te vermenigvuldigen met 30,0 m2 zodat je de een totaal krijgt van 40,5 kW. Daarna liep ik vast op de percentages.
Bij B had ik W = F x s bedacht. Ik kwam er echter niet achter wat de afgelegde afstand (s) was en welke kracht (F) ik moest gebruiken.
Bij C had ik nog niks. Om deze hoek te achterhalen, moet ik dan de situatie schetsen en dan alle hoeken erin tekenen en zo de cosinus vinden?
Bedankt.
David plaatste:
Bij A had ik al bedacht om de 1,35 kW/m2 te vermenigvuldigen met 30,0 m2 zodat je de een totaal krijgt van 40,5 kW. Daarna liep ik vast op de percentages.
van die 34 W kan weer 45% omgezet worden in bewegingsenergie, da's dus ongeveer 15 W en dat keer anderhalf uur is dus ongeveer 23 Wh.
En nou jij voor die 40,5 kW.
groet, Jan
Dus het antwoord (met uitwerking) is als volgt:
1. 1,35 kW/m2 x 30,0 m2 = 4,5 kW = 4500 W
2. 0,34 x 4500 W = 1530 W
3. 0,45 x 1530 W = 688,5 W
4. 1,5 h x 688,5 W = 1032,75 Wh
5. 3 significante > 1,03 kWh
de aanpak is correct, alleen in stap 1 maak je nu een rare rekenfout, die je in eerste instantie goed deed:
1,35 kW/m2 x 30,0 m2 = 4,5 kW = 4500 W
moet worden
1,35 kW/m2 x 30,0 m2 = 40,5 kW = 40 500 W
en dat betekent dat er in alle volgende stappen een doorrekenfout zit, alles moet 40,5/4,5 = 9 keer zo groot worden .
Goed, 9,29475 kWh dus, reken dat om naar joule, want die kWh is prima voor elektra-berekeningen, maar onhandig voor de rest.
David plaatste:
b) Bereken de eindsnelheid die de satelliet kan bereiken als deze vanuit stilstand wordt voortgestuwd.
Groet, Jan
