Vraag 7Elektrische scooter
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?
- Bij deze vraag schrijf je de formule eerst om zodat k alleen aan één kant staat.
- Zoek daarna in Binas of Sciencedata op welke eenheid bij kracht hoort.
- Vul de eenheden van kracht en snelheid in de omgeschreven formule in en werk ze uit.
- Laat elke stap zien, dan is de afleiding goed te volgen.
Hier verliezen leerlingen punten
- Reken de snelheid om naar de SI-eenheid voordat je de eenheden invult, anders klopt de uitkomst niet.
- Schrijf bij elke stap de eenheden mee, niet alleen de getallen, anders is de afleiding niet af.
- Geef de eenheid niet zonder afleiding, want er wordt gevraagd hoe je aan de eenheid komt.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Mees heeft een elektrische scooter figuur 1 aangeschaft om daarmee naar school te reizen. Zie figuur 1. In het accupakket van de scooter kan volgens de fabrikant een energie van 1,74 kWh opgeslagen worden. Het opladen van de accu gebeurt met een oplader die via een elektriciteitskabel aangesloten wordt op de netspanning van 230 V . De oplader zet de netspanning om naar de laadspanning. Mees plaatst een stroommeter tussen het stopcontact en de oplader en meet de stoomsterkte tijdens het opladen. Op de uitwerkbijlage staat een schematische tekening van het stopcontact, de stroommeter en de kabels naar de oplader en scooter.
Om 15.20 uur sluit Mees de scooter aan op de oplader. Op dat moment is de accu nog voor 35% opgeladen. Van het opladen heeft Mees een ( I , t )-diagram gemaakt, zie figuur 2. Deze figuur staat vergroot op de uitwerkbijlage. figuur 2 Om 21.00 uur geeft de scooter aan dat de accu 100% opgeladen is. Mees bepaalt hoeveel energie er is gebruikt om de accu op te laden. Hij vindt 1,3 kWh.
In het achterwiel van de scooter zit een elektromotor met een maximaal vermogen van 1,5 kW . De motor is elektronisch begrensd, waardoor de scooter maximaal 25 km h -1 kan rijden. Mees wil de maximum snelheid van scooter weten als deze onbegrensd zou zijn. Hij bepaalt de rol- en luchtweerstandskracht om deze snelheid te kunnen bepalen. Voor het bepalen van de rolweerstandskracht voert Mees een experiment uit. Hij meet bij verschillende beginsnelheden v de afstand s die nodig is 0 om tot stilstand te komen zonder de remmen te gebruiken. Hij voert de metingen uit op een vlakke, rechte, geasfalteerde weg. Omdat het die dag een beetje waait, besluit Mees de metingen ook uit te voeren in tegenovergestelde bewegingsrichting. Van zijn metingen heeft hij een tabel gemaakt (zie figuur 3). figuur 3 v (kmh − 1 ) s (m) s terug (m) s gem (m) 0 heen 4 4,2 5,2 4,7 5 6,6 8,0 7,3 6 8,5 10,0 9,3 7 10,8 12,8 11,4 8 14,4 17,0 15,7 9 18,2 20,1 19,1
Mees breidt de tabel uit met een figuur 4 kolom voor de kinetische energie. Hij gebruikt daarbij de totale massa van zichzelf en de scooter samen. Vervolgens maakt hij een ( E , s ) -diagram en tekent hij een k gem trendlijn door de eerste meetpunten om de rolweerstandskracht 𝐹 ୵ , ୰୭୪ te bepalen. Zijn resultaat is te vinden in figuur 4.
Mees vereenvoudigt de formule voor F tot: w,lucht F = k · v 2 (1) w, lucht
Leid de eenheid van k af in (grond)eenheden van het SI zoals vermeld in Binas-tabel 3a of Sciencedata-tabel 1.3a.