Nova Natuurkunde 4 vwo | gymnasium Hoofdstuk 3 Diagnostische toets
Diagnostische toets
3 Energieomzettingen
1 Arbeid en energie spelen in veel situaties een rol.
a Leg in elk van de volgende situaties met behulp van de formule W = F · s · cosα uit of
de arbeid die door de genoemde kracht wordt verricht positief is, negatief is, of gelijk aan nul
is.
A Er komt een basketbal op je af. Je gebruikt je spierkracht om hem te vangen.
B Je fietst met constante snelheid een helling op. De zwaartekracht werkt je tegen.
C Je duwt met je maximale spierkracht tegen een muur. Die beweegt niet.
D Een kogelslingeraar laat een kogel aan een ketting boven zijn hoofd draaien. De
spankracht in de ketting houdt de kogel in zijn cirkelbaan. De kogel heeft een
constante snelheid en blijft op dezelfde hoogte.
b Leg voor A, B, C en D uit vraag a uit of jouw conclusie klopt met wat je weet over de
kinetische energie in elke situatie.
2 Een fietser levert een nuttig vermogen van 1,1·102 W. Hij fietst 30 minuten lang met een
snelheid van 18 km h–1.
a Bereken de geleverde arbeid.
b Bereken de gemiddelde tegenwerkende kracht die op de fiets werkt.
De fietser verricht arbeid door met zijn voeten op de pedalen te duwen. Via de ketting en de
tandwielen wordt ervoor gezorgd dat de fiets zich afzet tegen de grond. Dit is de kracht die
ervoor zorgt dat de fiets vooruit gaat.
c Leg met behulp van een formule uit dat de kracht waarmee de fietser op de pedalen
duwt altijd groter is dan de kracht van de wielen op de grond.
3 Bij een kopstation eindigt het spoor (afbeelding 1). Enkele meters voor het eind staat een
stootblok, dat ertoe dient een langzaam rijdende trein die niet meer kan remmen tot stilstand te
brengen. Dit stootblok, van het type A, is zo gemaakt dat het kan meeschuiven met een trein.
Door de wrijvingskracht die daarbij
ontstaat wordt de trein afgeremd.
Een trein met een massa van 183 ton
die met snelheid 4,0 km h–1 op het
stootblok afrijdt, wordt nog net tot
stilstand gebracht binnen de 5,0 m die
het stootblok kan verschuiven. Je mag
aannemen dat de afremmende kracht bij
stootblokken van type A constant is
tijdens het afremmen.
▲ afbeelding 1
een stootblok
a Bereken de kracht die het stootblok van type A levert.
1
Diagnostische toets
3 Energieomzettingen
1 Arbeid en energie spelen in veel situaties een rol.
a Leg in elk van de volgende situaties met behulp van de formule W = F · s · cosα uit of
de arbeid die door de genoemde kracht wordt verricht positief is, negatief is, of gelijk aan nul
is.
A Er komt een basketbal op je af. Je gebruikt je spierkracht om hem te vangen.
B Je fietst met constante snelheid een helling op. De zwaartekracht werkt je tegen.
C Je duwt met je maximale spierkracht tegen een muur. Die beweegt niet.
D Een kogelslingeraar laat een kogel aan een ketting boven zijn hoofd draaien. De
spankracht in de ketting houdt de kogel in zijn cirkelbaan. De kogel heeft een
constante snelheid en blijft op dezelfde hoogte.
b Leg voor A, B, C en D uit vraag a uit of jouw conclusie klopt met wat je weet over de
kinetische energie in elke situatie.
2 Een fietser levert een nuttig vermogen van 1,1·102 W. Hij fietst 30 minuten lang met een
snelheid van 18 km h–1.
a Bereken de geleverde arbeid.
b Bereken de gemiddelde tegenwerkende kracht die op de fiets werkt.
De fietser verricht arbeid door met zijn voeten op de pedalen te duwen. Via de ketting en de
tandwielen wordt ervoor gezorgd dat de fiets zich afzet tegen de grond. Dit is de kracht die
ervoor zorgt dat de fiets vooruit gaat.
c Leg met behulp van een formule uit dat de kracht waarmee de fietser op de pedalen
duwt altijd groter is dan de kracht van de wielen op de grond.
3 Bij een kopstation eindigt het spoor (afbeelding 1). Enkele meters voor het eind staat een
stootblok, dat ertoe dient een langzaam rijdende trein die niet meer kan remmen tot stilstand te
brengen. Dit stootblok, van het type A, is zo gemaakt dat het kan meeschuiven met een trein.
Door de wrijvingskracht die daarbij
ontstaat wordt de trein afgeremd.
Een trein met een massa van 183 ton
die met snelheid 4,0 km h–1 op het
stootblok afrijdt, wordt nog net tot
stilstand gebracht binnen de 5,0 m die
het stootblok kan verschuiven. Je mag
aannemen dat de afremmende kracht bij
stootblokken van type A constant is
tijdens het afremmen.
▲ afbeelding 1
een stootblok
a Bereken de kracht die het stootblok van type A levert.
1
