Vraag 5Snelheidsrecord op de fiets
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?
- Bereken eerst de kinetische energie van Denise met fiets bij het begin en aan het eind van het remmen.
- Denk aan de arbeid die de remkracht over de afstand verricht en aan de verandering van kinetische energie.
- Zet de afstand van 1,5 km om in meter voordat je iets invult.
- Reken de kracht uit en controleer of je uitkomst past bij wat er in de tekst gebeurt.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet niet de afstand om te rekenen van kilometer naar meter, anders klopt de kracht niet.
- Laat je tussenstappen zien, want zonder berekening krijg je geen punten, ook niet bij een goed getal.
- Schrijf je eindantwoord volledig uit, met de juiste eenheid en het juiste aantal significante cijfers.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
In 2018 verbrak Denise Mueller-Korenek het wereldsnelheidsrecord op de fiets, op een hooggelegen zoutvlakte in de Verenigde Staten. Tijdens de recordpoging legde ze een afstand van vijf mijl af en werd haar snelheid tijdens de laatste mijl nauwkeurig bepaald. Deze laatste mijl is heel nauwkeurig gemeten, zodat de meetwaarde te schrijven is als 1,000 000 mijl. Denise haalde hier een gemiddelde snelheid van 183,932 mijl per uur.
Om haar recordsnelheid te kunnen halen, fietste Denise vlak achter een raceauto. Zie figuur 1. In drie significante cijfers kunnen we haar snelheid tijdens de laatste mijl als constant beschouwen. Deze was, omgerekend naar SI-eenheden, 82,2 m s −1 . figuur 1 figuur 2 De luchtweerstandskracht die Denise zou hebben ondervonden wanneer er geen auto voor haar had gereden, kan theoretisch bepaald worden. In figuur 2 zie je een vooraanzicht van Denise op haar fiets. De wielen van de fiets hebben een diameter van 0,46 m . Neem aan dat de c -waarde w van Denise met fiets gelijk is aan 0,70 . De dichtheid van de lucht op deze zoutvlakte is gelijk aan 1,1 kg m −3 . Het vooraanzicht staat ook weergegeven op de uitwerkbijlage.
Denise reed tijdens haar recordpoging vlak achter een auto. Hierdoor was de totale weerstandskracht die ze ondervond veel kleiner. Tijdens de laatste mijl leverde Denise een vermogen van 700 W .
Om bij het begin van de recordpoging snelheid te krijgen, was de fiets van Denise met een kabel vastgemaakt aan de auto. Na één mijl ( 1609 m ) werd deze kabel automatisch losgekoppeld. figuur 3 In figuur 3 staat het ( s,t )-diagram van de recordpoging. Deze figuur staat vergroot weergegeven op de uitwerkbijlage.
Na de recordpoging remde de bestuurster van de raceauto voorzichtig af, totdat de fiets van Denise contact maakte met de auto. De auto remde vervolgens over een afstand van 1,5 km af van 82,2 m s −1 tot 50 m s −1 De massa van Denise en de fiets samen was 71 kg .
Bereken de gemiddelde resulterende remkracht op Denise en haar fiets tijdens het afremmen.