Vraag 5Shorttrack
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?
- Bij deze vraag bepaal je eerst welke krachten op Schulting werken en waar ze aangrijpen.
- Met de massa uit de opgave reken je de zwaartekracht uit en zet je die als pijl in de figuur.
- Daarna vul je de constructie aan, zodat de twee krachten samen de resulterende kracht geven.
- Koppel de resulterende kracht vervolgens aan de formule voor de kracht bij een cirkelbeweging, en werk die om.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf elke tussenstap op, want zonder berekening krijg je voor de werkwijze geen punten.
- Let op de significantie en de eenheid van de resulterende kracht, die je in twee cijfers en in newton geeft.
- Controleer de lengte van de pijlen aan de hand van de schaal van je constructie, en meet niet op het oog.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Tijdens de Olympische Spelen in figuur 1 2018 won Suzanne Schulting (zie figuur 1) een gouden medaille op de kilometer shorttrack in een tijd van 1 min 29,80 s . Volgens de reglementen van de Internationale Schaatsunie heeft een shorttrackbaan een lengte van 111,11 m . Bij de kilometer shorttrack schaatst een schaatser negen ronden.
In figuur 2 zijn de doorkomsttijden van Schulting weergegeven. Deze figuur staat ook op de uitwerkbijlage. figuur 2 Op de eerste drie ronden na schaatste Schulting rondjes met een vrijwel constante snelheid.
Tijdens het schaatsen moet een schaatser twee krachten overwinnen: de luchtweerstandskracht en de schuifwrijvingskracht. Voor de schuifwrijvingskracht F tijdens het schaatsen geldt: w,s F = f F (1) w,s d N Hierin is: − F de schuifwrijvingskracht w,s − f de dynamische wrijvingscoëfficiënt d − F de normaalkracht N Hieruit volgt dat het nuttige vermogen dat Schulting moet leveren om een constante snelheid v te schaatsen, berekend kan worden met de volgende formule: P = f mgv + 1 c A ρ v 3 (2) d 2 w
De lengte van Suzanne Schulting is figuur 3 1,70 m en haar massa bedraagt 64 kg . Zij schaatst in de zogenaamde schaatshouding. Deze is schematisch weergegeven in figuur 3. De dynamische wrijvingscoëfficiënt heeft voor het contactoppervlak tussen schaats en ijs een waarde van 0,015 . De luchtweerstandscoëfficiënt heeft in de schaatshouding een waarde van 0,80 .
Schaatsers gaan, net als fietsers, altijd schuin figuur 4 door een bocht. Deze beweging is te benaderen als een eenparige cirkelbeweging. Figuur 4 is een foto van Schulting in de bocht tijdens haar race. Deze figuur is ook weergegeven op de uitwerkbijlage. In punt P oefent Schulting met haar schaats een kracht uit op het ijs. De werklijn van de reactiekracht van het ijs op Schulting is weergegeven in de figuur. Deze reactiekracht en de zwaartekracht leveren samen de resulterende kracht op Schulting. De bocht is een deel van een cirkel met een straal van 8,20 m .
Voer de volgende opdrachten uit: − Construeer in de figuur op de uitwerkbijlage de resulterende kracht op Schulting en bepaal de grootte van deze kracht. Laat alle krachten aangrijpen in punt P en noteer je antwoord in twee significante cijfers. − Bereken met deze kracht de snelheid waarmee Schulting door de bocht beweegt.