Hoofdstuk 7: Beweging

7. 1 A Rolwrijving: wrijving op draaiende wielen. Is klein als, de wielen soepel draaien, het contactoppervlak tussen de wielen en de ondergrond klein is. Luchtweerstand: wrijving vd lucht op bewegende voorwerpen. Is klein bij, een kleine snelheid, wind mee, goede stroomlijn.

7.1 B Bij een eenparige cirkelbeweging is de snelheid constant. De omlooptijd is de tijdsduur van een omwenteling.

v=2πr:T
v snelheid in meter per sec m/s
r straal vd cirkel in meter m
T omlooptijd is sec s

De omtreksnelheid is de snelheid van een punt aan de buitenkant van een draaiend voorwerp. De omloopfrequentie is het aantal omwentelingen per sec.

f=1:T
f omloopfrequentie in hertz Hz
T omlooptijd in sec s

Het toerental is het aantal omwentelingen per minuut.

f=n:60
f omloopfrequentie in hertz Hz
n het toerental in omwentelingen per min

7.2 A De netto-kracht is de kracht van verschillende krachten samen, kun je vinden door de kracht naar achteren af te trekken vd kracht naar voren. Bij versnellen is de kracht naar voren groter dan de kracht naar achteren. Bij vertragen is de kracht naar achteren groter dan de kracht naar voren.

7.2 B De versnelling is de snelheidsverandering in 1 sec, de eenheid van versnelling is meter per sec m/s.

a=(ve-vb):t
a de versnelling in meter per seckwadraat m/s ve de eindsnelheid in meter per sec m/s
vb beginsnelheid in meter per sec m/s
t tijdsduur in seconde s

Wet van Newton F netto = m x a
Fnetto de nettokracht in newton N
M de massa in kilogram kg
A versnelling in meter per seckwadraat m/s

Bij een eenparige versnelde beweging is de versnelling constant.

7.3 A Je hebt even tijd nodig om te gaan remmen, reactietijd. En ook tijdens het remmen rijs je nog door, remweg. De reactietijd en de remweg bepalen samen de stopafstand. Reactietijd is de tijd die je nodig hebt om te gaan remmen. Reactieafstand is de aftand die je aflegt tijden de reactietijd. Snelheid: v=s/t
v snelheid km/h
s afgelegde weg in km
t tijdsduur in h
De snelheid heeft dan de eenheid meter per seconde m/s.

sreactie=v x t
s reactie de reactieafstand in m
v snelheid in m/s
t reactietijd in s

De remtijd is de tijd waarin je snelheid kleiner wordt. De remweg is de afstand die je aflegt tijdens de remtijd. De remweg hangt af van - de snelheid, bij een grotere snelheid is de remweg groter. - de remkracht, bij een kleinere remkracht is de remweg groter. De kwaliteit van de remmen wordt aangegeven met de remvertraging. - de massa, bij een gelijke remkracht en snelheid is de remweg van een vrachtauto groter dan de remweg van een personenauto - de kwaliteit vd banden, bij gladde banden is de remweg groter. Een gladde band heeft een kleine profieldiepte. - De gladheid van het wegdek, op een gladde weg is de remweg groter.

De stopafstand is de soms vd reactieafstand en de remweg. Stopafstand=reactieafstand+remweg

7.3 B Tijdens het remmen verandert de snelheid. We nemen aan dat de beweging eenparig vertraagd is. De snelheid neemt dan elke seconde evenveel af. De gemiddelde snelheid kun je berekenen uit de beginsnelheid en de eindsnelheid. v=(vb+ve):2
v gemiddelde snelheid in m/s
vb beginsnelheid in m/s
ve eindsnelheid in m/s

Om de remweg te berekenen heb je dus de gemiddelde snelheid nodig. Voor de remweg srem krijg je de formule
srem=v x t
srem remweg in m
v gemiddelde snelheid in m/s
t remweg in s

De stopafstand is de som vd reactieafstand en de remweg
sstop=sreactie+srem
sstop stopafstand in m
sreactie reactieafstand in m
srem remweg in m

7.4 A Bij de verbranding van brandstoffen komen schadelijke stoffen in het milieu, het moet schoner en veiliger worden. Dit kan door een aantal manieren: - ontstaan van schadelijke stoffen voorkomen - ongelukken voorkomen - bij ongelukken de kans op letsel verminderen

Benzine is een gevaarlijke stof. Als je morst vervuilt de bodem. Om dit te voorkomen moet bij de bouw van een tankstation een ondoordringbare laag in de bodem worden aangebracht. Benzinedamp is explosief. Je mag hierom nooit roken bij het tanken. In benzine zit benzeen. Dit is een kankerverwekkende stof. Bij het tanken adem je benzeen in. Bij de verbranding van benzine ontstaan schadelijke stoffen: - koolstofdioxide, is een broeikasgas - koolstofmonooxide, ontstaat bij de onvolledige verbranding van brandstoffen, het is zeer giftig. Daarom worden de uitlaatgassen bij nieuwere auto’s eerst door een katalysator geleid. Door de katalysator wordt het grootste deel van de koolstofmonooxide omgezet in koolstofdioxide. - Stikstofoxiden en zwaveldioxide, veroorzaken zure regen. - Lood, vroeger moest aan benzine altijd lood worden toegevoegd. Anders werkte de motor niet goed. Bij de verbranding van benzine kwam dit lood dan in het milieu terecht. Maar lood is een zwaar metaal. Daarom bevordert de overheid het tanken van loodvrije benzine door de prijs van loodhoudende benzine hoger te maken. Tegenwoordig zijn de meeste automotoren geschikt voor het gebruik van loodvrije benzine.

Iedereen moet zich aan verkeersregels houden. Ongelukken worden ook voorkomen door het aanleg van wegen met gescheiden rijbanen, minirotondes, fietspaden en stoplichten. Veiligheidsvoorzieningen bij een auto zijn bv een kreukelzone, veiligheidsgordels, hoofdsteunen en een airbag. Op een brommer en op een motor moet je een veiligheidshelm dragen.

Bij een botsing verandert de snelheid in een zeer korte tijd. Voor deze snelheidsverandering is een grote kracht nodig. Vaak wordt de auto hierdoor vervormd. Bovendien kunnen de inzittenden gewond raken. Maar veiligheidsvoorzieningen maken de kans op verwondingen kleiner. Ze hebben bij een botsing een aantal functies: - Verlenging vd afstand om tot stilstand te komen. Deze afstand heet de botsweg. Als de auto doorrijdt, verandert de snelheid geleidelijker. Er is dan minder kracht nodig. En bij een kleinere kracht is de kans op letsel kleiner. - Verdeling vd kracht over een grotere opp. Bij botsingen zijn de krachten op je lichaam groot. Soms zo groot dat je botten breken. Dit kan soms worden voorkomen door de kracht op een groter opp. van je lichaam te laten werken. De kracht is dan beter verdeeld. - Bescherming van kwetsbare lichaamsdelen, hoofd en nek.

Om de botsweg te verlengen hebben de meeste auto’s een kreukelzone. Bij een botsing wordt de voorkan dan als een harmonica ingedrukt. Terwijl de kreukelzone wordt ingedrukt, rijdt de auto nog door. De botsweg is dus langer. De inzittenden worden dan geleidelijker afgeremd. Hiervoor is minder kracht nodig.

Ook een veiligheidsgordel vergroot de botsweg. Dit komt doordat de gordel wordt uitgerekt. De kracht op je lichaam is hierdoor kleiner. De kracht op je lichaam wordt over een grotere opp. verdeeld. De kracht werkt op je bovenlichaam i.p.v. op je hoofd.

Het hoofd wordt extra beschermd, door een veiligheidshelm, bovendien verdeeld het tijdens de botsing de kracht over een grotere opp. En bij het indeuken van de helm wordt de botsweg groter.

Hoofdsteunen voorkomen dat je nekwervels ernstig beschadigt, als je hoofd bij een botsing achterover schiet.

Een airbag is een soort kussen dat opgevouwen in het stuur zit. Bij een botsing wordt de airbag in zeer korte tijd gevuld met stikstofgas. Je hoofd komt dan niet tegen het harde stuur. Hierdoor wordt de kracht op je hoofd beter verdeeld. Sinds kort zijn er ook auto’s met airbags tussen de portieren en de inzittenden.