De nek van Max Verstappen is op het oog een gewone jongensnek. De verschijningsvorm is echter bedrieglijk want de nek van de formule-1 coureur is wel degelijk extra sterk. Hij moet namelijk krachtig genoeg zijn om gedurende een race van zo’n 90 minuten om te gaan met de druk tijdens het optrekken, remmen en het bochtenwerk. Die druk kan gedurende enkele seconden oplopen tot 4 a 5 G-krachten oftewel vier of vijfmaal het eigen lichaamsgewicht. Dat betekent dat de nek van Verstappen tientallen malen per wedstrijd een kracht van zo’n 25 kilo te verwerken krijgt: het gewicht van hoofd plus helm.
Verstappen doet oefeningen met zijn nek. Zo doet hij aan opdrukken: de taak van zijn armen bij het opdrukken wordt dan overgenomen door zijn nek. Hij legt zijn voorhoofd op een fitnessbankje. Vervolgens strekt hij zijn lichaam waardoor zijn gewicht op zijn voorhoofd en zijn tenen rust. Dan maakt hij kleine opdrukbewegingen.
Verstappen vindt met name de acceleratie naar de 300 km per uur enorm. De opgedane sensaties zijn te vergelijken met die van een kermisattractie zoals een achtbaan, maar dan 10 x zo erg.
a) Wat wordt er eigenlijk bedoeld met G-kracht?
b) Waarom treden G-krachten alleen op bij versnellen, vertragen en bij het bochtenwerk?
c) Geef je commentaar op de zin: ‘Die druk kan gedurende enkele seconden oplopen tot 4 a 5 G-krachten oftewel vier of vijfmaal het eigen lichaamsgewicht.
d) Toon aan dat bij het opdrukken zoals door Max wordt gedaan hij bij elke opdruk de helft van zijn lichaamsgewicht draagt.
e) Max trekt ‘bij het racen op van 0 tot 300 km/uur. Bereken de tijd die hij daarover doet. Neem aan dat hij gedurende dit optrekken een (constante) G-kracht voelt van 5G.
f) Bereken ook hoe lang de afgelegde weg bij het versnellen is.
Uitwerking vraag (a)
Onder normale omstandigheden hebben we een gewicht van F = mg N. Dit gewicht wordt veroorzaakt door de zwaartekracht. Hierin is g de versnelling van de zwaartekracht. Onder bepaalde omstandigheden (bijvoorbeeld in een raceauto) ondervindt ons lichaam ten gevolge van de versnellende auto een kracht die een stuk groter is dan ons gewicht. Deze grootte wordt uitgedrukt in aantal malen ons normale gewicht
Uitwerking vraag (b)
Bij versnellen, bij remmen, maar ook bij het nemen van een bocht is er sprake van een versnelling en werkt er een kracht op Max en elk onderdeel van de auto. Max voelt deze kracht als of hij veel zwaarder is geworden.
Uitwerking vraag (c)
Het gaat hier om de spierkracht in je nek die je hoofd een versnelling geeft van vijfmaal de valversnelling (5G). Uiteraard wordt de druk dan ook vijfmaal zo groot.
Uitwerking vraag (d)
Max ondersteunt een kant van zijn lichaam met zijn hoofd. Bij een redelijk gelijkmatig lichaam van 70 kg wordt er een kracht van ongeveer 350 N (of 35 kg) op zijn hoofd uitgeoefend.
Uitwerking vraag (e)
De versnelling bedraagt 5G = 50 m/s2 .De eindsnelheid bedraagt 300 km/h = 83,3 m/s. De tijd t = 83,3/50 = 1,67 s.
Uitwerking vraag (f)
s = 1/2at2 = 25 x (1,67)2 = 66 m.
