8 Sport en verkeer
Arbeid, energie en vermogen | havo
Diagnostische toets
1 Een auto rijdt 15 minuten door een stad met een gemiddelde snelheid van
40 km/h. Bereken de arbeid die daarvoor nodig is, als de totale
wrijvingskracht gemiddeld 320 N is.
2 Een auto legt met constante snelheid 30 km af in 20 minuten. De
rolweerstandskracht is 250 N en de luchtweerstandskracht wordt gegeven
door Fw,l = 0,64·v2.
a Bereken de grootte van de luchtweerstandskracht.
b Bereken de totaal verrichte arbeid.
3 Bereken de tijd die iemand minimaal nodig heeft om met een vermogen van
294 W een massa van 50 kg over een hoogte van 2,0 m op te tillen.
4 Een zonnepaneel kan per m2 per s maximaal 1,1 kJ stralingsenergie
opvangen. Bereken het vermogen dat een zonnepaneel van 20 cm2 met
rendement van 20% maximaal kan leveren.
5 Een dieselmotor met een rendement van 35% moet elke 10 s een heiblok
van 400 kg 2,80 m optillen. Bereken hoeveel liter dieselolie deze motor per
uur heien nodig heeft.
6 De kracht die een fietser moet uitoefenen om met een constante snelheid te
fietsen is weergegeven in figuur 1.
a Bepaal het vermogen van de fietser bij een snelheid van respectievelijk 2,0,
4,0 en 6,0 m/s.
b Bereken de arbeid die de fietser verricht als deze in 60 minuten een afstand
van 20,4 km aflegt.
7 Een auto met een massa van 960 kg, rijdt met een snelheid van 90 km/h en
een gemiddelde wrijvingskracht van 510 N een helling van 6,0 km op met
een hoogteverschil van 340 m.
Figuur 1
a Bereken de arbeid die de motor voor het verticaal stijgen moeten verrichten.
b Bereken de arbeid die de motor voor de totale rit moet verrichten.
c Bereken het vermogen van de motor tijdens deze rit.
8 Een hardloper met een massa van 74 kg loopt een 100 m race. In figuur 2 is
zijn snelheid tijdens de race uitgezet als functie van de tijd.
Tijdens het hardlopen oefent de atleet onder andere een horizontale kracht
uit op de grond. De atleet ondervindt ook een luchtweerstand Fw,l. De
grootte van Fw,l hangt af van de snelheid v van de atleet: Fw,l = 0,42·v2.
a Bepaal het vermogen dat de atleet levert als hij op topsnelheid loopt.
Tussen t = 0 en t = 5,0 s bedraagt de arbeid van de luchtweerstand 1,5 kJ.
b Bereken de totale arbeid die de atleet verricht tussen t = 0 en t = 10,2 s.
Figuur 2
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 2
Arbeid, energie en vermogen | havo
Diagnostische toets
1 Een auto rijdt 15 minuten door een stad met een gemiddelde snelheid van
40 km/h. Bereken de arbeid die daarvoor nodig is, als de totale
wrijvingskracht gemiddeld 320 N is.
2 Een auto legt met constante snelheid 30 km af in 20 minuten. De
rolweerstandskracht is 250 N en de luchtweerstandskracht wordt gegeven
door Fw,l = 0,64·v2.
a Bereken de grootte van de luchtweerstandskracht.
b Bereken de totaal verrichte arbeid.
3 Bereken de tijd die iemand minimaal nodig heeft om met een vermogen van
294 W een massa van 50 kg over een hoogte van 2,0 m op te tillen.
4 Een zonnepaneel kan per m2 per s maximaal 1,1 kJ stralingsenergie
opvangen. Bereken het vermogen dat een zonnepaneel van 20 cm2 met
rendement van 20% maximaal kan leveren.
5 Een dieselmotor met een rendement van 35% moet elke 10 s een heiblok
van 400 kg 2,80 m optillen. Bereken hoeveel liter dieselolie deze motor per
uur heien nodig heeft.
6 De kracht die een fietser moet uitoefenen om met een constante snelheid te
fietsen is weergegeven in figuur 1.
a Bepaal het vermogen van de fietser bij een snelheid van respectievelijk 2,0,
4,0 en 6,0 m/s.
b Bereken de arbeid die de fietser verricht als deze in 60 minuten een afstand
van 20,4 km aflegt.
7 Een auto met een massa van 960 kg, rijdt met een snelheid van 90 km/h en
een gemiddelde wrijvingskracht van 510 N een helling van 6,0 km op met
een hoogteverschil van 340 m.
Figuur 1
a Bereken de arbeid die de motor voor het verticaal stijgen moeten verrichten.
b Bereken de arbeid die de motor voor de totale rit moet verrichten.
c Bereken het vermogen van de motor tijdens deze rit.
8 Een hardloper met een massa van 74 kg loopt een 100 m race. In figuur 2 is
zijn snelheid tijdens de race uitgezet als functie van de tijd.
Tijdens het hardlopen oefent de atleet onder andere een horizontale kracht
uit op de grond. De atleet ondervindt ook een luchtweerstand Fw,l. De
grootte van Fw,l hangt af van de snelheid v van de atleet: Fw,l = 0,42·v2.
a Bepaal het vermogen dat de atleet levert als hij op topsnelheid loopt.
Tussen t = 0 en t = 5,0 s bedraagt de arbeid van de luchtweerstand 1,5 kJ.
b Bereken de totale arbeid die de atleet verricht tussen t = 0 en t = 10,2 s.
Figuur 2
© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 2
