Inloggen

Heftruck
havo 2018, 2e tijdvak, opgave 2


Download hierboven de originele pdf van het examen waar deze opgave in staat en de bijbehorende uitwerkbijlage. "Heftruck" is de 2e opgave in dit examen. Als je de opgave gemaakt hebt kun je jezelf nakijken met het correctievoorschrift.

Uitleg bij "Heftruck"

Probeer altijd eerst zelf de opgave te maken en gebruik de uitleg alleen als je er zelf niet uitkomt. Als je ook na deze uitleg nog vragen hebt dan kun je deze helemaal onderaan deze pagina stellen.

Vraag 5

Zolang de hefstruck niet kantelt geldt de hefboomwet. Dit betekent dat er momentenevenwicht is en het totale moment linksom gelijk is aan het totale moment rechtsom. Er geldt

Fz truck·rtruck = Fz pakket·rpakket

Hieruit volgt

Fz pakket = Fz truck · rtruck/rpakket

Door opmeten van de lengtes van de armen van de krachten (zie afbeelding hieronder) vind je dat rtruck 25% langer is dan rpakket en dus

rtruck= 1,25 · rpakket

rtruck/rpakket = 1,25

Voor de zwaartekracht op de truck geldt

Fz = 9,81·3400 = 33354 N

Invullen geeft dan

Fz pakket = 33354 · 1,25 = 41692,5 N

Voor de massa van het pakket vinden we dan

mpakket = 41692,5 / 9,81 = 4250 kg

Afgerond is dit een massa van 4,3·103 kg of 4,3 ton.

Vraag 6

De heftruck kantelt als het moment van de lading groter wordt dan het moment van de truck zelf. Het moment van de truck verandert niet door het naar achter kantelen maar het moment van het pakket wél. De krachtlijn van de zwaartekracht op de lading komt namelijk dichter bij het kantelpunt te liggen waarmee de arm (r) kleiner wordt. Het juiste antwoord is dus antwoord A.

Vraag 7

De lading ligt op een schuine helling. De zwaartekracht op de lading kan ontbonden worden in een component langs en een component loodrecht op de helling. De component langs de helling zorgt er voor dat de lading langs de helling naar beneden gedrukt wordt (in de tekening is dit naar links). Er is dus een grotere kracht naar rechts nodig om de lading naar rechts te verschuiven en van de heftruck af te laten vallen.

Vraag 8

De oppervlakte van de doorsnede van een schakel is op te meten in de bijlage. Opmeten geeft een dikte van 4 mm en een breedte van 11 mm voor één schakel. In totaal wordt de last gedragen door 4 schakels (2 per ketting). Het totale oppervlakte van de doorsnede wordt dan

A = 4 · 4·10-3 · 11·10-3 = 1,76·10-4 m2

In het spanning-rekdiagram is af te lezen dat de elastische fase eindigt bij een mechanische spanning van 275·106 Nm-2. Voor de mechanische spanning in een voorwerp geldt

σ = F/A

Voor de totale spankracht in de kettingen vinden we dan

F = 275·106 · 1,76·10-4 = 48400 N

Afgerond is dit een kracht van 4,8·103 N.

(Het opmeten kan alleen op de originele uitwerkbijlage of als de bijlage op exact hetzelfde formaat is geprint. Bij een andere schaal zullen andere waarden gevonden worden)

Vraag 9

Bij het optillen neemt de zwaarte-energie van het pakket toe. Voor deze toename geldt

ΔEz = m·g·h

De hoogte neemt in 7,0 s toe met

s = v·t = 0,44 · 7,0 = 3,08 m

Dit betekent dat de zwaarte-energie toeneemt met

2,0·103 · 9,81 · 3,08 = 60429,6 J

Vermogen is de energie per seconde. Uit P = E/t volgt voor het mechanische vermogen dat de heftruck moet leveren

Pmech = 60429 / 7,0 = 8632,8 W

Voor het rendement geldt

η = Pnuttig / Pin

Pnuttig is in dit geval Pmech en Pin het elektrische vermogen van 11 kW. We vinden dan

η = 8632,8 / 11000 = 0,7848

Afgerond is dit een rendement van 78%.

Vraag 10

Het elektrisch vermogen van de lift is 11 kW. Uit P=U·I volgt dan voor de stroomsterkte bij een spanning van 48 V

I = 11000 / 48 = 229,167 A

In de opgave staat dat de accu 400 uur lang een stroom kan leveren van 1 A. Een stroom van 229,167 A kan dus een factor 229,167 korter geleverd wordt. Dit is een duur van

t = 400 / 229,167 = 1,7455 uur

Afgerond is dit een duur van 1,7 uur.

Vraag 11

Om de helling op te rijden moet de voorwaartse kracht minstens groot genoeg zijn om de zwaartekracht te compenseren. De zwaartekracht kan ontbonden worden in een component loodrecht op de helling (Fzy) en een component langs de helling naar beneden (Fzx). De motorkracht moet minstens even groot zijn als Fzx. Zie figuur hieronder (niet op schaal). Vanuit de hoek van 11° gezien is fzx de overstaande zijde en Fz de schuine zijde van de driehoek. Er geldt dus

sin 11° = Fzx / Fz

Voor Fzx geldt dus

Fzx = Fz · sin 11°

Fzx = 5,3·104 · sin 11° = 10112,88 N

Afgerond is dus minimaal een motorkracht nodig van 1,0·104 N.

(Berekening van de grootte van componenten zoals in deze vraag horen officieel niet bij het HAVO examenprogramma)


heftruck2018-1

heftruck2018-2

Vraag over "Heftruck"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Heftruck

Over "Heftruck" zijn nog geen vragen gesteld.