Oefenopgaven H16
Katapult – arbeid op het kogeltje
Bij een kermisattractie wordt een metalen kogeltje weggeschoten met een katapult. De katapult levert tijdens het wegslingeren een constante kracht van 640 N op het kogeltje. Het kogeltje verplaatst zich daarbij 4,0 mm langs de katapult.
→ Bereken de arbeid die de katapult op het kogeltje verricht. Geef het antwoord in joule.
maximumscore 3
antwoord:
- voor het gebruiken van
met de verplaatsing in meter.
- voor het omrekenen van mm naar m.
- voor het berekenen van de juiste arbeid met eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Nuray – gemiddelde kracht van veren
Turnster Nuray landt na haar sprong op een landingsmat met daarin drie veren. Bij een bepaalde landing verrichten de drie veren samen 1,50 × 10³ J arbeid op Nuray. De veren worden bij deze landing in totaal 24cm ingedrukt.
→ Bereken de gemiddelde kracht die de drie veren samen op Nuray uitoefenen. Geef het antwoord in newton.
maximumscore 2
antwoord:
- voor het gebruiken van
en/of
.
- voor het omrekenen van cm naar m.
- voor het berekenen van de gemiddelde kracht met eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Motorkraan – arbeid bij het hijsen van een raam
Een motorkraan tilt een groot glazen raam omhoog. De kraan oefent een constante hijskracht van 10,5 kN uit op het raam. Het raam wordt daarmee 2,7 m omhoog gehesen.
→ Bereken de arbeid die de motorkraan op het raam verricht. Geef het antwoord in joule.
maximumscore 3
antwoord:
- voor het gebruiken van
.
- voor het omrekenen van kN naar N.
- voor het berekenen van de arbeid met eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Parachuteloze sprong – arbeid van het vangnet
Stuntman Luke springt zonder parachute uit een helikopter in een speciaal vangnet. Tijdens de landing wordt hij door het vangnet afgeremd. Door de remmende werking van het net komt Luke in 33 m tot stilstand. De gemiddelde remkracht van het net op Luke is 3 700 N.
→ Bereken de arbeid die het vangnet op Luke verricht. Geef het antwoord in joule.
maximumscore 2
antwoord:
- voor het gebruiken van
.
- voor het berekenen van de arbeid (≈ 1,22 × 10⁵ J) met eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Kitpistool – arbeid bij kleine verplaatsing
Omar gebruikt een kitpistool om een kier bij zijn raam te dichten. Bij het knijpen in het handvat oefent het pistool een kracht van 613 N uit op een schijf. Deze schijf duwt de kit uit de koker en beweegt daarbij 1,5 cm naar voren.
→ Bereken de arbeid die op de kit wordt verricht. Geef het antwoord in joule.
maximumscore 3
antwoord:
- voor het omrekenen van de verplaatsing naar meter.
- voor het gebruiken van
.
- voor het berekenen van de arbeid (≈ 9,20 J) met eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Hond wordt olifant – kracht bij plots afremmen
Bij een ongeluk remt een auto in zeer korte tijd sterk af. Een hond in de auto wordt daarbij naar voren gedrukt tegen de rugleuning van de bestuurdersstoel. De hond heeft een gewicht van 22 N. Tijdens de botsing ondergaat de hond een vertraging van 228 m/s².
→ Bereken de kracht die op de hond werkt tijdens de vertraging. Geef het antwoord in newton.
maximumscore 3
antwoord:
- voor het bepalen van de massa uit het gewicht, bijvoorbeeld met
.
- voor het gebruiken van
.
- voor de berekende kracht (orde 5,1 × 10² N) met juiste eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
Eerst de massa van de hond:
Daarna de kracht bij de vertraging:
- Controle
Effecten van bumperkleven – remkracht op een auto
Een auto met een massa van 1 450 kg rijdt op de snelweg met een snelheid van 120 km/h. De bestuurder moet plotseling remmen en komt in 4,1 s tot stilstand. Neem aan dat de vertraging constant is.
→ Bereken de gemiddelde remkracht op de auto tijdens het remmen. Geef het antwoord in newton.
maximumscore 3
antwoord:
- voor het omrekenen van 120 km/h naar m/s.
- voor het berekenen van de vertraging met
.
- voor het berekenen van de remkracht met
en de juiste eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Drone – nettokracht bij horizontaal versnellen
Een drone met camera heeft een massa van 3,0 kg. Tijdens een opname versnelt de drone horizontaal van 28 km/h naar 48 km/h in 4,0 s. Neem aan dat de luchtwrijving verwaarloosbaar is, zodat de nettokracht in de vliegrichting zorgt voor de versnelling.
→ Bereken de nettokracht op de drone tijdens deze versnelling. Geef het antwoord in newton.
maximumscore 3
antwoord:
- voor het omrekenen van beide snelheden naar m/s.
- voor het berekenen van de versnelling met
.
- voor het berekenen van de nettokracht met
en de juiste eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Mathieu van der Poel – nettokracht in de eindsprint
Wielrenner Mathieu rijdt in de eindsprint van een wedstrijd. Hij versnelt in 26 s van 60 km/h naar 72 km/h. De versnelling is gegeven als 0,13 m/s². De massa van Mathieu samen met zijn racefiets is 78 kg.
→ Bereken de nettokracht die nodig is om deze versnelling te veroorzaken. Geef het antwoord in newton.
maximumscore 2
antwoord:
- voor het gebruiken van
.
- voor de berekende nettokracht (≈ 10,14 N) met eenheid.
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Arbeid bij duwen
Een leerling duwt een doos met een constante kracht van 120 N over een vloer. De verrichte arbeid is 1800 J.
→ Bereken de afgelegde afstand.
maximumscore 2
antwoord:
- gebruik van
- juiste substitutie en uitkomst
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Kracht, massa en versnelling
Een skelter versnelt met 2,4 m/s² wanneer er een nettokracht van 96 N op werkt.
→ Bereken de massa van de skelter.
maximumscore 2
antwoord:
- gebruik van
- juiste substitutie en uitkomst
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle
Versnelling berekenen
Een zwaarteblok met massa 12 kg wordt vooruitgetrokken met een kracht van 54 N.
→ Bereken de versnelling.
maximumscore 2
antwoord:
- gebruik van
- juiste substitutie en uitkomst
- Gegevens
- Gevraagd
- Formule
- Uitwerking
- Controle