Onderstaand artikel gaat over de rolweerstand die auto's ondervinden. Lees eerst dit artikel.
Artikel
Het stemt tot grote tevredenheid dat tegenwoordig niet meer alleen over de luchtweerstand van auto's gesproken wordt. Het is vreemd dat de rolweerstand van de personenauto nooit dezelfde aandacht heeft gekregen als de luchtweerstand. De rolweerstand is namelijk voor stadsverkeer van dezelfde orde van grootte als de luchtweerstand. De rolweerstand wordt veroorzaakt door het indrukken van de band op de plaats waar hij de weg raakt. De bandenspanning en de structuur van het wegoppervlak zijn er dus op van invloed, de snelheid van de auto nagenoeg niet. In het algemeen is de rolweerstand recht evenredig met het gewicht van de auto; in formulevorm wordt voor deze kracht daarom wel geschreven: Frol = crol * m * g. Hierin is crol de zogenaamde rolwrijvingscoëfficiënt. In het geval van een auto heeft crol een gemiddelde waarde van 0,012. Voor een trein (staal-op-staal-contact) is dat 10 maal zo klein: 0,0012. De autofabrikant die een auto met een lage rolweerstand wil leveren, moet dus een licht autootje op de markt brengen. Een laag gewicht, dus een geringe massa, is in stadsverkeer sowieso aantrekkelijk omdat er zo vaak geremd en opnieuw versneld moet worden.
naar: NRC Handelsblad
Opgave
Met behulp van de formule en gegevens uit het artikel kan een grafiek gemaakt worden die het verband weergeeft tussen de rolweerstand en de massa van een auto. Op de bijlage staat een assenstelsel waarop verticaal de rolweerstand (in N) en horizontaal de massa (in kg) is aangegeven. Op de verticale as is nog geen schaalverdeling aangebracht.
a) Breng in de figuur op de bijlage op de verticale as een passende schaalverdeling aan en teken de grafiek van de rolweerstand van een auto als functie van zijn massa. Gebruik hierbij de in het artikel genoemde gemiddelde rolwrijvingscoëfficiënt.
In de formule voor de rolweerstand komt de rolwrijvingscoëfficiënt crol voor.
b) Toon met behulp van de formule aan dat de rolwrijvingscoëfficiënt crol geen eenheid heeft.
c) Leg uit dat een auto met harde banden minder benzine verbruikt dan dezelfde auto met zachte banden.
Uit het artikel blijkt dat de massa van een auto om twee redenen klein moet zijn als men een energiezuinige auto wil maken.
d) Citeer een zin uit het artikel waarin de ene reden wordt genoemd en citeer een zin uit het artikel waarin de andere reden wordt genoemd.
Bijlage bij vraag 1
Uitwerking vraag (a)
Uitwerking vraag (b)
• (crol = Frol / mg)
• crol heeft geen eenheid omdat zowel de eenheid van mg als van Frol newton (of kg m/s2 ) is.
Uitwerking vraag (c)
• Harde banden worden weinig ingedrukt (of hebben een klein contactoppervlak).
• Daardoor heeft een auto met harde banden een kleine crol.
• De rolweerstand van zo'n auto is kleiner dan van een auto met zachte banden (dus ook de kracht die de motor moet leveren is kleiner, dus ook de energie die de auto verbruikt).
Uitwerking vraag (d)
• Regel 14–15: „In het algemeen .... van de auto;”
• en/of regel 15–17: „in formulevorm .... Frol = crol * m * g.”
• Regel 25–28: „Een laag gewicht .... moet worden.”
