Vraag 15Caravanremmen
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Zoek in de tekst en bij de tabel welke gegevens over de remtrommels je nodig hebt.
- Zoek de soortelijke warmtecapaciteit van ijzer op in Binas.
- Kies een formule die vermogen koppelt aan energie en tijd, en reken daarmee door.
- Bij de tweede opdracht bekijk je de situatie rond de remtrommels en welke processen daar meespelen.
Hier verliezen leerlingen punten
- Zet bij je eindantwoord de eenheid en het juiste aantal significante cijfers, anders verlies je punten.
- Laat je tussenstappen zien, zodat de nakijker de berekening kan volgen en je geen punt misloopt.
- Geef bij de uitleg een reden die past bij deze situatie, niet alleen een losse bewering zonder toelichting.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Caravans hebben een remsysteem dat remblokken tegen remtrommels in de wielen drukt. Dit remsysteem kan op drie verschillende manieren geactiveerd worden: 1 Handmatig door het aantrekken van een hefboom (handrem). 2 Met een breekkabel als de caravan losschiet van de trekhaak (losbreekrem). 3 Doordat een afremmende auto tegen de koppeling duwt (oplooprem). Zie figuren 1 en 2. figuur 1 figuur 2 Handrem De handrem wordt gebruikt bij het parkeren. De handrem werkt met een hefboom die draait rond draaipunt D . Hiermee wordt een kracht uitgeoefend op de remblokken bij de wielen. De hendel wordt omhoog getrokken met een spierkracht. De wielen zijn geblokkeerd totdat de rem wordt ontgrendeld met een knop. Om de wielen te blokkeren moet op punt Q van de hefboom een kracht F van 3,5 · 10 3 N werken. Figuur 2 is een schematische weergave op schaal van figuur 1. In de uitwerkbijlage staat figuur 2 vergroot weergegeven. Ook zijn de werklijnen getekend van de twee krachten die op de hefboom werken.
Losbreekrem Als de caravan tijdens het rijden van de auto losraakt, moet de caravan zo snel mogelijk tot stilstand komen. Daarvoor zorgt de losbreekrem. Dit is een kabel die aan één kant vastzit aan de auto en aan de andere kant aan de hefboom van de handrem. Zie figuur 3. Als de caravan tijdens het rijden loskomt van de auto, trekt de kabel de handrem aan. Zodra de rem in de blokkeerstand is getrokken, breekt de kabel en remt de caravan afzonderlijk van de auto af. Zie figuur 4. figuur 3 figuur 4 De stalen breekkabel is ontworpen om te breken bij 3,5 · 10 3 N . Het spanning-rekdiagram van de gebruikte staalsoort staat in figuur 5. figuur 5
Oplooprem Wanneer de auto afremt, werkt er een kracht van de auto op de caravan. Hierdoor wordt het remsysteem van de caravan geactiveerd, zodat de caravan zelf gaat remmen (oplooprem). Tijdens een lange afdaling kan het remsysteem constant blijven remmen. De remtrommels worden daardoor zeer heet. De ANWB heeft hier onderzoek naar gedaan. In figuur 6 is een ( v , t )-diagram van een auto met caravan tijdens een afdaling weergegeven. figuur 6 De combinatie auto met caravan heeft tijdens de afdaling een afstand afgelegd van 4,3 km .
De motor van de auto is tijdens de afdaling niet gebruikt. De beginsnelheid en eindsnelheid van de rit zijn beide gelijk aan 0 ms − 1 . Tussen het begin en het einde van de afdaling zit een hoogteverschil van 370 meter. De totale massa van de combinatie is 3,0 · 10 3 kg .
Tussen 550 s en 570 s remde de combinatie op een horizontale weg eenparig af tot stilstand. Figuur 6 staat ook op de uitwerkbijlage.
Tijdens de hele afdaling werd de temperatuur van de remtrommels continu gemeten. Tussen 450 en 545 seconden was de snelheid constant. De temperatuur van beide ijzeren remtrommels ( m = 5,2 kg ) is tot gedurende deze periode opgelopen van 120 °C naar 175 °C .
Voer de volgende opdrachten uit: − Bereken hoeveel warmte minimaal per seconde in de remtrommels werd ontwikkeld tijdens deze periode. Noteer je antwoord in het juiste aantal significante cijfers. − Geef aan waarom het werkelijk opgewekte warmtevermogen in de remtrommels groter was dan de berekende minimale waarde.