Testweek dag 1

Leestijd: 3 minuten

Jáááá… de testweek is weer begonnen. Vandaag stonden Engels en natuurkunde op de planning.

De leesteksten van Engels waren heel goed te doen. Ik was na ongeveer zestig minuten klaar en ik heb er een goed gevoel over.

Natuurkunde was een stuk pittiger. Achteraf bleek dat de toets veelal bestond uit vwo eindexamenopgaven. Leuk hoor, maar misschien iets te hoog gegrepen?

De meeste vragen lukte me wel aardig, maar bij sommige vragen wist ik wel wat ik moest doen, maar lukte de uitvoering niet helemaal. Wat dacht je hiervan: (letterlijke vraag op het proefwerk, ontleend aan vwo eindexamen 2016)

Ruimtelift?

Wetenschappers van de TU-Delft en ESA (European Space Agency) in Noordwijk hebben modelstudies uitgevoerd naar de haalbaarheid van een zogenaamde Ruimtelift naar geostationaire satellieten.
Geostationaire satellieten bevinden zich namelijk op een vaste plaats boven de evenaar vanaf de aarde gezien. Een kabel tussen de aarde en een geostationaire satelliet kan niet, omdat de satelliet dan door de kabel naar beneden getrokken wordt. Maar zou een langere kabel met een contragewicht wel kunnen?

Hierover gaat de haalbaarheidsstudie naar de ‘ruimtelift’: langs een lange kabel duizenden kilometers omhoog klimmen. Wat je nodig hebt is een strakke kabel en een slimme manier van klimmen.


figuur 1.

Kabel

In figuur 2 is de gravitatiekracht op een voorwerp als functie van de hoogte boven het aardoppervlak weergegeven. Ook is de middelpuntzoekende kracht weergegeven die nodig is voor dat voorwerp als het beweegt met dezelfde omlooptijd als de aarde.


Het bovenstaande model gaat uit van een lift met constante snelheid. In werkelijkheid kan dat niet. Volgens een ander model start de lift met voldoende brandstof vanuit stilstand en neemt de snelheid toe zoals weergegeven in figuur 7. Na 1,0 dag is de massa van de lift met brandstof gelijk aan 6,0 · 103 kg.

a) Bereken de geostationaire hoogte
b) Bepaal met behulp van een print van figuur 7 de resulterende kracht op de lift na 1 dag

“Maar Stach”, ik hoor je denken: “Jij had vast veel meer voorkennis dan wij!”
Niet waar. Het enige wat ik wist, is dat de geostationaire baan een baan om de aarde is, die met dezelfde snelheid als de aarde om de aarde draait.
(Zo… dat is nog eens een lange zin.)

Nu we beide evenveel voorkennis hebben, kan jij als genie deze opgave uiteraard oplossen…

Share

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *