We berekenen eerst de hoogte van de helling (zie afbeelding hieronder). De helling is 15%. Dit betekent dat voor elke horizontale verplaatsing van 1 meter je verticaal 0,15 m stijgt. Vanuit hoek α gezien is de verticale stijging de overstaande zijde en de horizontale verplaatsing de aanliggende zijde. Er geldt dus tan α = 0,15/1. Dus α = tan-1 0,15 = 8,53077°, Vanuit hoek α gezien is de beginhoogte h van Noa de overstaande zijde en de afstand die Noa langs de helling aflegt de schuine zijde. Er geldt dus sin α = h / 40 m. Hieruit volgt h = 40 m · sin 8,53077° = 5,9336 m.
De zwaarte-energie rekenen we uit met Ez = m·g·h = 67·9,81·5,9336 = 3899,989 J. Afgerond 3,9 kJ.
Opgave b
De formule voor kinetische energie is Ekin = ½mv2. Invullen geeft Ekin = ½·67·(8,4)2 = 2363,76 J. Dit is minder dan de zwaarte-energie die Noa bovenaan de helling had (zie vorige vraag).
Opgave c
Het gedeelte van de zwaarte-energie dat niet is omgezet in kinetische energie is omgezet in warmte. De grootte van deze energie is 3899,989 J - 2363,76 J = 1536,229 J. Afgerond 1,5 kJ.
Opgave d
De wrijvingskracht die Noa ondervindt verricht negatieve arbeid omdat de richting van de wrijvingskracht tegengesteld is aan de verplaatsing. Deze arbeid resulteert in warmte. Dit betekent dat de langs de helling verrichte arbeid van de wrijvingskracht even groot is als de hoeveelheid warmte-energie die ontstaat. De formule voor arbeid is W =F·s. Er geldt dus Fwrijving·40 m = 1536,229 J. Hieruit volgt Fwrijving = 1536,229 / 40 = 38,4057 N. Afgerond 38 N.
Dit is de gemiddelde wrijvingskracht die Noa langs de helling ondervindt. Omdat wrijvingskracht ook van de snelheid afhankelijk is zal de wrijvingskracht aan het begin kleiner zijn dan aan het eind.
Vraag over opgave "Glijden"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Sorry
: (
Als je een vraag wil stellen moet je eerst inloggen.
