Vraag 25
De draagstok met de twee manden is in evenwicht. Dit betekent dat hier de hefboomwet geldt. Het totale moment rechtsom is gelijk aan het totale moment linksom. In BINAS tabel 35-A7 vind je de bijbehorende formuleFlinks · rlinks = Frechts · rrechts
De r in deze formule is de arm van ieder van de krachten. De arm is de afstand van de krachtlijn van een kracht tot het draaipunt. Voor de kracht die de mand met rijstplanten uitoefent (vanuit de vrouw uit gezien Flinks ) volgt uit de formule
Flinks = Frechts · (rrechts/rlinks)
De verhouding tussen de twee armen kun je bepalen door ze op te meten in de foto (zie hieronder). De arm van de kracht van de mand met rijstplanten is 1,65 keer zo groot als de arm van de kracht van de mand van het kindje. Dit betekent dat rrechts/rlinks = 1,65-1 = 0,60606. De zwaartekracht op de mand met het kindje is gelijk aan 9,81·15 = 147,15 N. Als je dit invult vind je
Flinks = 147,15 · 0,60606 = 89,1817 N
De massa van de mand met rijstplanten is dus
m = Fz / 9,81 = 89,1817 / 9,81 = 9,0909 kg
Afgerond een massa van 9,1 kg.
Vraag 26
De vrouw duwt de kant met de mand met het kindje omlaag. De totale kracht die aan de rechterkant (vanuit de vrouw gezien) wordt uitgeoefend wordt dus iets groter. Dit betekent dat we in de bovenstaande formule voor Frechts geen 147,15 N invullen maar een grotere kracht. De uitkomst (Flinks) zal dan dus ook groter zijn en je zou dan dus ook een grotere massa vinden voor de mand met rijstplanten.Vraag 27
Bij het optillen van de houten stok gaat het zwaartepunt omhoog en neem de zwaarte-energie toe. Voor de zwaarte-energie geldt (zie BINAS tabel 35-A4) Ez = m·g·h. Als je de gegevens in de vraag invult vind je voor de toename in zwaarte-energieEz = 8,5 · 9,81 · 0,40 = 33,354 J
Als de vrouw één uur rijst stampt en per minuut 15 keer de stok optilt, tilt ze de stok in totaal 60·15 = 900 keer op. De betekent dat ze in totaal een arbeid verricht van 900· 33,354 J = 30018,6 J. Haar rendement is 20%. Dit betekent dat haar lichaam hiervoor 30018,6 / 0,20 = 1,50093·105 J aan chemische energie verbruikt. In de opgave staat dat haar dagelijkse energiebehoefte 8,4·103 kJ is. Het gedeelte van haar energie dat ze kwijt is aan het stampen van rijst is dus
1,50093·105 / 8,4·103 = 0,017868
Afgerond is dit 1,8%.
Vraag 28
Als ze de rechterkant van de hefboom langer zou maken zou de arm (r) van de zwaartekracht op de stamper groter worden. Dit betekent dat het moment aan de rechterkant groter wordt en dat het moment aan de linkerkant groter moet worden om de hefboom te laten kantelen. Dit betekent dat er meer water in het bakje moet lopen en dit duurt langer. De frequentie neemt af.Als de waterstroom toeneemt is het bakje eerder vol en zal dus ook eerder kantelen. De frequentie neemt toe.
Als de stamper zwaarder wordt neemt het moment rechtsom toe. Er is dan dus ook een groter moment en dus een grotere kracht aan de linkerkant nodig om de hefboom te laten kantelelen en dit betekent dat er meer water in het bakje moet lopen voor het kantelt. De frequentie neemt af.
Vraag over "Rijst"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekersEerder gestelde vragen | Rijst
Op woensdag 9 mei 2018 om 13:22 is de volgende vraag gesteld
Hallo,
Ik heb een vraagje over vraag 27. Bij vraag 27 gebruiken ze om de energie uit te rekenen Ez. Zelf was ik voor Ek gegaan, met de gedachte dat zei haar armen omhoog moest bewegen om die stok omhoog te krijgen. Waarom gaat het eigenlijk om zwaarte energie?
Erik van Munster reageerde op woensdag 9 mei 2018 om 13:50
Als de stok opgetild wordt is er inderdaad kinetische energie omdat de stok beweegt. Maar als de stok op zijn hoogste punt is is de kinetische energie weer nul. Als je alleen naar het begin en eind van de beweging kijkt is de kinetische energie niet verandert. Alleen de zwaarte-energie is verandert omdat het zwaartepunt van de stok zich hoger bevindt. Vandaar dat het hier om de zwaarte-energie gaat.
Hallo,
Ik heb een vraagje over vraag 27. Bij vraag 27 gebruiken ze om de energie uit te rekenen Ez. Zelf was ik voor Ek gegaan, met de gedachte dat zei haar armen omhoog moest bewegen om die stok omhoog te krijgen. Waarom gaat het eigenlijk om zwaarte energie?
Erik van Munster reageerde op woensdag 9 mei 2018 om 13:50
Als de stok opgetild wordt is er inderdaad kinetische energie omdat de stok beweegt. Maar als de stok op zijn hoogste punt is is de kinetische energie weer nul. Als je alleen naar het begin en eind van de beweging kijkt is de kinetische energie niet verandert. Alleen de zwaarte-energie is verandert omdat het zwaartepunt van de stok zich hoger bevindt. Vandaar dat het hier om de zwaarte-energie gaat.