Repetitie Natuurkunde 5 VWO H10
1 In het pretpark Six Flags staat een attractie met de naam G-Force.
De schuitjes draaien met grote snelheid rond en gaan ondersteboven door het hoogste punt.
De G-force is gedefinieerd als de verhouding van de kracht van de stoel op de piloot en de
zwaartekracht die op zijn lichaam werkt:
Jo zit in een van de stoeltjes en voert een nagenoeg verticale cirkelbeweging met een constante
snelheid uit. Tijdens deze beweging wordt de kracht gemeten Figuur 1
die het stoeltje op Jo uitoefent. In figuur 2 is deze kracht (Fstoel) voor een aantal rondjes als functie
van de tijd weergegeven.
Figuur 2
De massa van Jo bedraagt 65 kg.
a Bepaal de maximale waarde van de G-force die Jo ondervindt.
Het zwaartepunt van Jo beschrijft een cirkel met een straal van 7,9 m.
b Bereken de snelheid, waarmee Jo ronddraait.
Omdat Jo een eenparige cirkelbeweging uitvoert, moet er een constante middelpuntzoekende
kracht op hem werken.
c Bereken de benodigde middelpuntzoekende kracht op Jo.
De middelpuntzoekende kracht is de resultante van de zwaartekracht op Jo en de kracht
die hij van het stoeltje ondervindt.
Op de uitwerkbijlage is schematisch de situatie getekend dat Jo zich in het onderste punt bevindt.
De krachten en zijn op schaal getekend.
Daarnaast is schematisch de situatie getekend dat Jo zich in het bovenste punt bevindt.
In deze figuur is alleen getekend.
d Teken in de rechter figuur op de uitwerkbijlage de kracht stoel die in het bovenste punt op Jo
werkt. Let daarbij op de grootte en de richting.
2 De maan Titan draait om Saturnus. Titan heeft een massa van 1,35 1023 kg en is bolvormig. De
diameter is 5,0 103 km.
a Bereken g op het oppervlak van Titan.
De straal van cirkelbaan waarin Titan om Saturnus beweegt, is 1,23 109 m.
b Bereken de omlooptijd van Titan om Saturnus.
1 In het pretpark Six Flags staat een attractie met de naam G-Force.
De schuitjes draaien met grote snelheid rond en gaan ondersteboven door het hoogste punt.
De G-force is gedefinieerd als de verhouding van de kracht van de stoel op de piloot en de
zwaartekracht die op zijn lichaam werkt:
Jo zit in een van de stoeltjes en voert een nagenoeg verticale cirkelbeweging met een constante
snelheid uit. Tijdens deze beweging wordt de kracht gemeten Figuur 1
die het stoeltje op Jo uitoefent. In figuur 2 is deze kracht (Fstoel) voor een aantal rondjes als functie
van de tijd weergegeven.
Figuur 2
De massa van Jo bedraagt 65 kg.
a Bepaal de maximale waarde van de G-force die Jo ondervindt.
Het zwaartepunt van Jo beschrijft een cirkel met een straal van 7,9 m.
b Bereken de snelheid, waarmee Jo ronddraait.
Omdat Jo een eenparige cirkelbeweging uitvoert, moet er een constante middelpuntzoekende
kracht op hem werken.
c Bereken de benodigde middelpuntzoekende kracht op Jo.
De middelpuntzoekende kracht is de resultante van de zwaartekracht op Jo en de kracht
die hij van het stoeltje ondervindt.
Op de uitwerkbijlage is schematisch de situatie getekend dat Jo zich in het onderste punt bevindt.
De krachten en zijn op schaal getekend.
Daarnaast is schematisch de situatie getekend dat Jo zich in het bovenste punt bevindt.
In deze figuur is alleen getekend.
d Teken in de rechter figuur op de uitwerkbijlage de kracht stoel die in het bovenste punt op Jo
werkt. Let daarbij op de grootte en de richting.
2 De maan Titan draait om Saturnus. Titan heeft een massa van 1,35 1023 kg en is bolvormig. De
diameter is 5,0 103 km.
a Bereken g op het oppervlak van Titan.
De straal van cirkelbaan waarin Titan om Saturnus beweegt, is 1,23 109 m.
b Bereken de omlooptijd van Titan om Saturnus.
