Vraag 4Hamsterwiel
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?
- Bepaal eerst de zwaartekracht op de hamster met de massa, die je in kilogram moet omzetten.
- Teken de zwaartekracht als pijl op de uitwerkbijlage en laat zien hoe die zich splitst langs de helling en loodrecht erop.
- Gebruik de lengte van de schaalpijl om de kracht langs de helling om te rekenen naar newton.
- Vergelijk het resultaat met de 0,3 N uit de bewering en schrijf je conclusie erbij.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet niet de massa om te rekenen naar kilogram voordat je de zwaartekracht uitrekent.
- Laat je de hoek van de component niet zien in je constructie, en daarmee verlies je punten.
- Schrijf je conclusie niet op: geef expliciet aan of de bewering klopt of niet, met je berekende kracht erbij.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Machteld heeft een hamster, die vooral figuur 1 ’s nachts actief is in een hamsterwiel. Zie figuur 1. Machteld wil de prestatie van haar hamster vergelijken met die van een mens. Eerst meet Machteld de snelheid waarmee de hamster het wiel laat ronddraaien. De meetopstelling die ze hiervoor bouwt bestaat uit een magneetje en een sensor. Ze bevestigt het magneetje op de zijkant van het hamsterwiel. Het wiel heeft een diameter van 24 cm . De sensor hangt aan een statief ernaast. Zie figuur 2. Als het magneetje langs de sensor beweegt, geeft de sensor een spanningspuls. Machteld meet enige tijd de sensorspanning U terwijl de hamster in het wiel loopt. Figuur 3 toont het ( U,t )-diagram. figuur 2 figuur 3 De baansnelheid van het magneetje is gelijk aan de loopsnelheid van de hamster.
Vervolgens meet Machteld gedurende een hele nacht. Zij rekent de gegevens uit het ( U,t )-diagram om tot een ( s,t )-diagram. Voor een deel van de nacht is dit diagram afgebeeld in figuur 4. figuur 4
Machteld leest op internet de volgende bewering: Een hamster zet in één nacht net zoveel stappen als een mens tijdens vier marathons. Een mens zet tijdens een marathon gemiddeld 160 stappen per minuut. De gemiddelde eindtijd is 4 uur en 21 minuten. Om de bewering over het aantal stappen te controleren, bepaalt Machteld de totale afstand die de hamster tijdens de nacht heeft afgelegd. Deze is 7,4 km . Ook maakt ze een video van de rennende hamster. Met behulp van losse beeldjes uit de video bepaalt ze de stapgrootte van de hamster. Zie figuur 5. figuur 5 Machteld definieert één stap als het verzetten van een voorpoot van een hamster of een been van een mens van achter naar voren.
Om het vermogen van de rennende hamster te kunnen vergelijken met dat van een marathonloper, wil Machteld bepalen hoe groot de afzetkracht van een hamster tijdens het lopen ongeveer is. Ze constateert dat de hamster tijdens de start even tegen een helling lijkt op te lopen voordat het wiel gaat draaien. Machteld maakt een foto en tekent deze helling op schaal in. Zie figuur 6. figuur 6 Machteld neemt aan dat de kracht waarmee de hamster zich afzet zolang het wiel nog niet draait, even groot is als de afzetkracht nadat het wiel is gaan draaien. Figuur 6 is schematisch weergegeven op de uitwerkbijlage. In die figuur is ook de zwaartekracht op de hamster aangegeven. De hamster heeft een massa van 1,3·10 2 gram. Machteld bepaalt dat de hamster zich afzet met een kracht parallel aan de helling van minimaal 0,3 N.
Toon dat aan met behulp van een bepaling en de figuur op de uitwerkbijlage.