Vraag 7Slingshot
6 punten

De Slingshot is een kermisattractie. Tussen de toppen van twee palen hangt aan twee identieke elastische koorden een capsule die plaats biedt aan twee personen.

Gegeven:

  • De palen staan 1414 m uit elkaar.
  • De palen zijn 2020 m hoog.
  • Zonder uitrekking heeft elk koord een lengte van 88 m.
  • Fk=0,6(L8)F_k = 0{,}6 \cdot (L - 8), waarbij FkF_k de grootte van de kracht in kN is en LL de lengte van het uitgerekte koord in m.

De twee krachten kun je weergeven met twee vectoren. De som van deze twee vectoren is een vector die een verticale kracht weergeeft met grootte FkvF_{kv}. De grootte van deze kracht kan berekend worden met de volgende formule:
Fkv=2Fkcos(α)F_{kv} = 2 \cdot F_k \cdot \cos(\alpha)
Hierin is α\alpha de hoek tussen een koord en de verticale vector.

Op de capsule, inclusief de twee personen, werkt niet alleen de kracht van beide koorden, maar ook de zwaartekracht FzF_z, die recht naar beneden is gericht. Deze zwaartekracht bedraagt 1,81{,}8 kN. In figuur 2 en figuur 3 is ook het hoogteverschil tussen CC en de toppen van de palen met xx aangegeven.

Na een aantal keren op en neer te zijn geslingerd, is de capsule tot stilstand gekomen. Op dat moment heft de zwaartekracht de twee krachten op die door de koorden samen worden uitgeoefend.

Er geldt dan dus: Fkv=FzF_{kv} = F_z

De hoogte waarop de capsule tot stilstand komt, is te berekenen door eerst FkvF_{kv} in xx uit te drukken.

Figuur 1 bij vraag 7
Klik om te vergroten

Druk FkvF_{kv} uit in xx en bereken daarmee hoe hoog de capsule boven de grond hangt als hij tot stilstand is gekomen. Geef je eindantwoord in gehele meters.

Maak je uitwerking op papier

Upload daarna een foto voor AI-beoordeling