Vraag 11
In de grafiek is af te lezen dat 2,5 trilling 0,905 s duren (zie afbeelding hieronder). Dit betekent dat één trilling 0,905 / 2,5 = 0,362 s duurt. De frequentie kunnen we vervolgens uitrekenen met f = 1/T
f = 1 / 0,362 = 2,7624 Hz
Afgerond is dit 2,8 Hz en dit ligt binnen het in de opgave genoemde frequentiegebied tussen 2,0 en 80 Hz.
Vraag 12
De grafiek is een (v,t)-grafiek. Dit betekent dat we de maximale
versnelling (a) kunnen bepalen door een
raaklijn te tekenen op het punt waar de grafiek het steilst loopt. In de afbeelding hieronder hebben we gekozen voor het tijdstip t = 1,108 s. Uit de steilheid van de raaklijn bepalen we een versnelling van a = 2,857 ms
-2. In de grafiek van de maximale werktijd tegen a
max kunnen we aflezen dat de maximale werktijd bij deze versnelling 2,5 uur is.
Vraag 13
De grafiek in figuur 2 van de opgave geeft de verhouding tussen de amplitude met stoel (A
stoel) ten opzichte van de amplitude van de vrachtwagen (A
vw). Als deze verhouding groter is dan 1 verergeren de problemen, als de verhouding kleiner is dan 1 zorgt de stoel voor het verminderen van de amplitude. In de grafiek is te zien dat (A
stoel/A
vw kleiner is dan 1 boven de 2,0 Hz. Deze stoel vermindert de problemen dus.
Vraag 14
We kunnen de stoel + chauffeur beschouwen als een
massa-veersysteem. Hiervoor geldt (zie BINAS tabel 35-B1)
T = 2π · √ (m/C)
Als we beide kanten kwadrateren en daarna delen door 4π
2 en delen door C krijgen we
m = T
2 · C / 4π
2De trillingstijd kunnen we berekenen uit de gegeven
eigenfrequentie: T = 1/f = 1/0,50 Hz = 2,0 s. Invullen samen met de in de vraag gegeven veerconstante van 1,3·10
3 Nm
-1 geeft
m = 2,0
2 · 1,3·10
3 /4π
2 = 131,72 kg
De massa van de chauffeur is 90 kg dus de stoel weegt 131,72 - 90 = 41,72 kg. Afgerond is dit 42 kg.
Vraag 15
De
veerconstante is een getal wat weergeeft hoe stug een bepaalde veer is. De formule vinden we in BINAS tabel 35-A3): F = C·u. Aan de formule kunnen we zien dat een grote veerconstante (C) bij de dezelfde uitrekking betekent dat er meer kracht (F) moet worden uitgeoefend. In de grafiek staat horizontaal de uitrekking (u) en verticaal de voor deze uitrekking benodigde kracht (F). Een grote veerconstante betekent dus dat deze grafiek steil loopt en een kleine veerconste dat de grafiek vlakker loopt.
Een toenemende veerconstante betekent dus dat de grafiek steiler moet gaan lopen bij grotere kracht. Grafiek A gaat juist minder steil lopen. Bij grafiek B is de steilheid, en dus de veerconstante, constant. Alleen bij
grafiek C neemt de steilheid en dus de veerconstante toe.