[natuurkunde] Energie van een trein

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 967

Energie van een trein

Ik moet voor deze opgave bereken hoeveel energie een rit kost voor een bepaalde trein. Gegeven is:

m = 6 x 105 kg

v = 130 km/h

s = 197 km

Fw = 50 kN

NB: alle bewegingsenergie wordt omgezet in warmte

a) Bereken hoeveel energie deze rit kost als hij maar 1 keer hoeft op te trekken en weer af te remmen.

Makkelijk: Ek = 1/2mv2 = 1/2 x 6x105 x (130/3,6)2 = 3,9 x 108 J

Dat is alleen de energie om 'm in beweging te zetten, dus moet er ook negatieve arbeid verricht worden om te remmen: W = Fs = 50.000 x 197.000 = 9,9 x 109 J

Samen: 1,0 x 1010 J

b) Bereken hoeveel energie het extra kost als hij onderweg nog 15 keer extra moet stoppen.

Bij deze vraag gaat het fout. Wat ik zelf had bedacht, was dat de trein 15x weer z'n best moet doen om in beweging te komen (zie Ek bij a) en daarentegen ook 15x moet afremmen.

Aangezien er gegeven is dat alle bewegingsenergie wordt omgezet in warmte, blijft er dus niks 'over' aan potentiële energie, wat in houdt dat hij niet van hoogte veranderd en dus afhankelijk is van de totale weerstandskracht en bij het afremmen ook de negatieve arbeid.

Mijn berekening daarom: 15 x 3,9x108 = 5,9 x 109J

Plus de negatieve arbeid: 15 x 9,9x109 = 1,5 x 1011 J

Samen, houdend aan de significantie, zou het antwoord dan 1,5 x 1011 J zijn, maar in het antwoordenboek staat alleen de kinetische energie die wordt omgezet in warmte.

Mijn vraag daarom: waarom tel je de negatieve arbeid in a er wel bij, maar in b niet? Of klopt dat antwoord in het antwoordenboek niet?
"In biotech moet je soms dingen doen waarvan anderen zeggen dat het onmogelijk is."

Henri A. Termeer (1946-2017)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.455

Re: Energie van een trein

Jeronimo schreef: za 14 sep 2013, 11:52
Dat is alleen de energie om 'm in beweging te zetten, dus moet er ook negatieve arbeid verricht worden om te remmen: W = Fs = 50.000 x 197.000 = 9,9 x 109 J


dit is geen "negatieve arbeid om te remmen", dit is de arbeid die gedurende de hele rit wordt geleverd om de wrijvingskracht te overwinnen.
This is weird as hell. I approve.

Gebruikersavatar
Berichten: 967

Re: Energie van een trein

Oh, ik denk dat ik het al zie waar ik fout ga. Bij het remmen wordt er geen extra energie in gestopt, maar juist meer weerstand, dus dan klopt het inderdaad gewoon.
"In biotech moet je soms dingen doen waarvan anderen zeggen dat het onmogelijk is."

Henri A. Termeer (1946-2017)

Gebruikersavatar
Berichten: 2.455

Re: Energie van een trein

Jeronimo schreef: za 14 sep 2013, 12:38
Oh, ik denk dat ik het al zie waar ik fout ga. Bij het remmen wordt er geen extra energie in gestopt, maar juist meer weerstand, dus dan klopt het inderdaad gewoon.


ja, maar de "remarbeid" is niets wat de trein verbruikt: het kost energie (elektriciteit, diesel, ...) om de trein te laten optrekken en gewoon te laten doorrijden op constante snelheid. Remmen betekent alleen dat je daarna eventueel terug moet optrekken.
This is weird as hell. I approve.

Reageer