Vraag 12Opslag van energie

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?

Bekijk eerst welke gegevens je uit figuur 2 haalt: de massa van één gevuld bakje en de hoogte die het zakt.
Bepaal met de snelheid hoeveel tijd of hoeveel afstand langs de trap bij het naar beneden bewegen hoort.
Reken uit hoeveel zwaarte-energie de gevulde bakjes samen per seconde afgeven, en vergelijk dat met het vermogen van de lampjes.

Hier verliezen leerlingen punten

Reken de hoogte van de trap niet uit de lengte langs de trap, want de hoogte en de lengte van het schuine stuk zijn niet hetzelfde.
Vergeet niet dat er 18 bakjes tegelijk naar beneden gaan, en niet maar één.
Let op dat je het rendement als verhouding schrijft, en laat zien welke twee vermogens je tegen elkaar zet.

zwaarte-energie berekenen met E = m·g·hvermogen en energie per tijdseenheidrendement als verhouding van nuttig en totaal vermogenschaal en hoeken in een schematische figuur gebruiken

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?

De vraag als tekst

Karel en Bas doen voor hun profielwerkstuk een onderzoek naar alternatieve manieren van energieopslag. Ze vinden op internet een filmpje waarbij zwaarte-energie gebruikt wordt om energie op te slaan: er is een kabelbaan waaraan grote bakken hangen waarin grind vervoerd kan worden. Zie figuur 1. figuur 1 Wanneer duurzame energiebronnen meer elektrische energie produceren dan nodig is, wordt deze overtollige energie gebruikt om grind naar boven te verplaatsen. Op de momenten dat er extra elektrische energie nodig is, wordt dit grind gebruikt om de kabelbaan aan te drijven. Deze laat weer een dynamo draaien waarmee elektrische energie wordt opgewekt. Karel en Bas schatten dat de hoogte van de kabelbaan 65 m is en dat de maximale hoeveelheid grind die naar boven gebracht kan worden 1200 ton is. Ze willen de hoeveelheid energie die de kabelbaan kan opslaan vergelijken met een standaard AA-batterij ( 1,5 V ) die een capaciteit van 2200 mAh heeft. De capaciteit geeft aan hoe lang de batterij een bepaalde stroomsterkte kan leveren.

Karel en Bas besluiten voor hun profielwerkstuk een miniatuurkabelbaan te ontwerpen. Ze bouwen langs de trap op school een simpele kabelbaan die bestaat uit 46 bakjes. Van deze 46 bakjes bevinden zich steeds 36 bakjes langs het schuine gedeelte: 18 bakjes bewegen omhoog en 18 naar beneden. De overige 10 bakjes bevinden zich op de vlakke gedeelten bovenaan en onderaan de trap. In figuur 2 is de kabelbaan schematisch gegeven. Deze figuur is niet op schaal. figuur 2 Eerst onderzoeken Karel en Bas hoe ze met de kabelbaan elektrische energie kunnen opwekken. Daarvoor hebben ze een systeem gemaakt dat elk bakje, dat bovenaan langskomt, vult met 140 gram zand. Onderaan worden de bakjes weer automatisch geleegd. De kabelbaan drijft een dynamo aan waar Karel en Bas lampjes op aansluiten. De dynamo blijkt genoeg elektrische energie te leveren om vier lampjes van 1,2 W goed te laten branden. Zolang Karel en Bas de bakjes blijven vullen beweegt de kabelbaan met een snelheid van − 1 2,6 ms .

Bereken met behulp van de gegevens in figuur 2 het rendement waarmee zwaarte-energie wordt omgezet naar elektrische energie.

Vraag 12Opslag van energie

4 puntenEnergie en wisselwerking

Foto van je antwoord

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?

Bekijk eerst welke gegevens je uit figuur 2 haalt: de massa van één gevuld bakje en de hoogte die het zakt.
Bepaal met de snelheid hoeveel tijd of hoeveel afstand langs de trap bij het naar beneden bewegen hoort.
Reken uit hoeveel zwaarte-energie de gevulde bakjes samen per seconde afgeven, en vergelijk dat met het vermogen van de lampjes.

Hier verliezen leerlingen punten

Reken de hoogte van de trap niet uit de lengte langs de trap, want de hoogte en de lengte van het schuine stuk zijn niet hetzelfde.
Vergeet niet dat er 18 bakjes tegelijk naar beneden gaan, en niet maar één.
Let op dat je het rendement als verhouding schrijft, en laat zien welke twee vermogens je tegen elkaar zet.

zwaarte-energie berekenen met E = m·g·hvermogen en energie per tijdseenheidrendement als verhouding van nuttig en totaal vermogenschaal en hoeken in een schematische figuur gebruiken

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?

De vraag als tekst

Bereken met behulp van de gegevens in figuur 2 het rendement waarmee zwaarte-energie wordt omgezet naar elektrische energie.