Vraag 13Kreukelzone
Uitwerkbijlage
Print de uitwerkbijlageDeze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.
Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bij deze vraag kijk je naar het stuk van de grafiek vlak voor de botsing.
- Met de helling van de grafiek bepaal je de snelheid van het karretje op dat moment.
- Daarna reken je met de massa van het karretje de kinetische energie uit.
- Teken de constructie in de figuur en rond je eindantwoord af op twee significante cijfers.
Hier verliezen leerlingen punten
- Bij het bepalen van de helling laat je de constructie in de figuur weg, en dan is niet te zien hoe je aan je antwoord komt.
- Gebruik niet het moment na de botsing, want dan verandert de beweging van het karretje.
- Vergeet de eenheid of het juiste aantal significante cijfers niet bij je eindantwoord.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Inzittenden van een auto worden tijdens een botsing onder andere beschermd door kreukelzones. Jeroen wil het effect van een kreukelzone tijdens een botsing onderzoeken door een karretje van een helling te laten rijden en tegen een zelfgemaakte krachtsensor te laten botsen. Met een afstandssensor bepaalt hij de plaats van het karretje op de baan tijdens een botsproef. Zie figuur 1. figuur 1 Deel 1: de krachtsensor Jeroen wil controleren wat de krachtsensor aangeeft voor krachten tot 25 N . Jeroen heeft 25 gewichten van 50 gram . Om tot 25 N te kunnen controleren gebruikt Jeroen een hefboom met draaipunt D waarmee hij met een staafje op de krachtsensor op tafel drukt. Hij kan hier twee verschillende opstellingen ( I of II) voor gebruiken. Zie figuur 2. De massa van de hefboom en het staafje mogen verwaarloosd worden. figuur 2
De krachtsensor zelf bestaat uit een figuur 3 serieschakeling van een krachtgevoelige weerstand R en een ohmse weerstand R 1 2 van 5,6 kΩ . De weerstand van R 1 verandert als er een grotere of kleinere kracht op wordt uitgeoefend. De spanningsbron levert 5,0 V . Zie figuur 3. Jeroen heeft het verband tussen de spanning over R (de zogenaamde 2 sensorspanning U ) en de kracht F op de sensor bepaald. Dit is sensor weergegeven in figuur 4. figuur 4
Als er geen kracht op de krachtsensor werkt, geeft deze sensor toch al een beginspanning U 0 die groter is dan 0 V.
Deel 2: de botsproef Als het karretje in rust tegen de sensor staat, constateert Jeroen dat de krachtsensor al een bepaalde spanning U geeft die groter is dan U . Hij A 0 concludeert dat dat komt doordat het karretje op een helling staat. Zie figuur 5. De rolweerstandskracht wordt verwaarloosd. figuur 5 Het karretje heeft een massa van 0,26 kg . Figuur 5 staat ook op de uitwerkbijlage. De zwaartekracht F is op schaal z ingetekend. In deze situatie is de kracht F op de sensor even groot als de component van F parallel aan de helling. z
Jeroen test de opstelling. Hij laat het karretje ( m = 0,26 kg) van de helling rijden en tegen de krachtsensor botsen. Van deze test maakt hij een ( x,t )-diagram. Dit ( x,t )-diagram staat op de uitwerkbijlage.
Bepaal met behulp van de figuur op de uitwerkbijlage de maximale kinetische energie van het karretje tijdens deze test. Geef in de figuur aan hoe je aan je antwoord komt. Noteer je antwoord in twee significante cijfers.