Volgens de tweede wet van Newton geldt F = m·a. Invullen van m=6,2·105 kg en a=0,55 ms-2 geeft F = 341000 N. Afgerond 3,4·105 N.
Opgave b
Voor de arbeid geldt W = F·s. Eerst moeten we dus de afgelegde weg weten: De beginsnelheid is 0 km/h, de eindsnelheid is 80 km/h. De gemiddelde snelheid is dan dus 40 km/h. Omrekenen naar ms-1 geeft 40 / 3,6 = 11,1111 ms-1. 40,4 s lang bewegen met gemiddelde 11,1111 ms-1 geeft een afstand van 448,89 m.
Invullen van F = 4,6·105 N en s = 448,89 m in W = F·s geeft W=2,0649·108 J. Afgerond 2,1·108 J.
Opgave c
De resulturende kracht op de trein is 3,4·105 N in de rijrichting. De motor moet een kracht leveren van 4,6·105 N in de rijrichting. Dit betekent dat er een tegenwerkende wrijvingskracht is van 4,6·105 N - 3,4·105 N = 1,2·105 N tegengesteld aan de rijrichting. Voor de arbeid die deze wrijvingskracht verricht geldt W=F·s. Invullen geeft
W=1,2·105 N · 448,89 m = 5,4·107 J
Omdat de kracht en de verplaatsing in dit geval tegengesteld van richting zijn is de arbeid negatief en moet er een min voor: -5,4·107 J.
Opgave d
Als de trein met een constante snelheid zou hebben gereden zou de arbeid die de motor levert gelijk zijn aan de warmte die door wrijving verloren zou zijn gegaan. Deze trein beweegt niet met constante snelheid maar versnelt. Dit betekent dat de door de motor geleverde arbeid omgezet wordt in warmte én het in beweging brengen van de trein. Aan het eind van de 448,89 m is heeft de trein namelijk een behoorlijke snelheid gekregen en een groot deel van de arbeid is nodig geweest om de trein deze snelheid te geven.
Vraag over opgave "Optrekkende trein"?
Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers
Sorry
: (
Als je een vraag wil stellen moet je eerst inloggen.
Eerder gestelde vragen | Optrekkende trein
Op zaterdag 13 jan 2018 om 11:30 is de volgende vraag gesteld best erik,
waarom kan je de arbeid van de wrijvingskracht niet berekenen met
Emotor= Ekin+Ewrijvijngs ?
want dan kom je op een ander antwoord uit dan hierboven bij c gegeven is.
Op zaterdag 13 jan 2018 om 17:25 is de volgende reactie gegeven Dag Crissi,
Je kunt inderdaad ook prima deze vraag beantwoorden door Emotor= Ekin+Ewrijving te gebruiken en je zou dan op hetzelfde antwoord moeten uitkomen. De door de motor geleverde energie kun je berekenen uit de verrichte arbeid (W=F*s). Je vindt dan:
Emotor = 4,6*10^5 * 448,89 = 2,065*10^8 J
De kinetische energie van de trein bereken je met Ekin=0,5*m*v^2. Als we de eindsnelheid van 80 km/h in m/s omrekenen en invullen vinden we
Ekin = 0,5 * 6,2*10^h * (22,222)^2 = 1,531*10^8 J
Het verschil tussen deze twee zou dan de door wrijving verloren gegane energie moeten zijn:
