toekomstopwielen.be 1.1 Fiks de tandwieltrein

Transcriptie

1 1.1 Fiks de tandwieltrein Technici gebruiken overbrengingen om een draaiende beweging van de ene as op de andere over te brengen, om een beweging van richting te veranderen of om ze te versnellen of te vertragen. Als je veel tandwielen, schijven, riemen en kettingen nodig hebt om de draaibeweging door te geven, kan dat een behoorlijk ingewikkelde constructie opleveren. Dat bewijst de tandwieltrein (een combinatie van verschillende overbrengingen) in deze opgave. Jij wordt aangesteld als technicus en je krijgt de opdracht om de vier ontbrekende tandwielen/schijven/riemen in te vullen. Die vier elementen mag je kiezen uit de reeks van zeven mogelijkheden die onderaan de pagina gegeven zijn. Let er bij je keuze wel op dat tandwiel D, het laatste tandwiel in de rij, twee keer trager draait dan tandwiel A, én dat het in dezelfde richting draait. Element B moet een tandwiel zijn, element C een riem. De tandwieltrein loopt van links naar rechts. A D B C

2 1.2 Goed of fout? Heb je de basisprincipes van (tandwiel)overbrengingen helemaal onder de knie? Test dan jezelf en geef aan of de onderstaande beweringen goed zijn of fout. Met tandwielen en riemen/kettingen kan je alleen een draaibeweging doorgeven tussen twee assen die evenwijdig lopen. Of mijn fiets nu grote of kleine wielen heeft, dat maakt niks uit voor de overbrengingsverhouding of versnelling. Als ik een loos tandwiel tussen twee tandwielen van gelijke grootte plaats (drijver en volger), dan kan ik de volger sneller laten draaien door voor een klein loos tandwiel te kiezen. Met een hoge bi raak je nooit een steile berg op.

3 1.3 Steek s een tandje bij In deze opdracht zoek je uit welke van twee fietsers het snelst rijdt. En dat terwijl alleen de grootte van de tandwielen gegeven is: Fietser 1 gaat op weg met 34 tanden vooraan en 8 tanden achteraan. Fietser 2 heeft 54 tanden vooraan en 12 tanden achteraan. Als je weet dat de wielomtrek van beide fietsen dezelfde is en dat de twee fietsers per minuut evenveel omwentelingen met hun pedalen maken, wie rijdt dan het snelst? Als je berekeningen kloppen, merk je dat het verschil tussen beide atleten behoorlijk klein is. De traagste renner hoeft vooraan maar enkele tandjes bij te steken om de andere renner te overtreffen. Kan jij uitzoeken hoeveel tanden hij daarvoor ten minste nodig heeft?

4 2.1 Hoe schakelt een VersnellinGsBak? Een automotor zet energie (geleverd door de brandstof) om in beweging (van de wielen). Maar elke automotor heeft een ideaal toerental waarop zijn rendement het hoogst is. Versnellingen, tandwielen dus, zorgen ervoor dat de motor dat toerental kan aanhouden, terwijl de wielen toch sneller of trager gaan draaien. Die tandwielen zitten verzameld in de versnellingsbak. Alle tandwielen van zo n versnellingsbak zijn hieronder als icoontjes afgebeeld. Als voorbeeld staan de tandwielen die samen de derde versnelling vormen al op de twee assen aangegeven. De eerste, tweede, vierde en vijfde versnelling én de achteruitversnelling ontbreken nog. Aan jou de vraag om de icoontjes op hun juiste plaats aan te brengen. Vul gewoon de letter of het cijfer van elk tandwiel op de juiste plaats in het schema in. Op de tekening zie je naast de ingaande en de uitgaande as van de versnellingsbak nog een invulvak. De ene as verbindt de versnellingsbak met de motor, de andere met de wielen. Bedenk even welke as naar de motor loopt en welke naar de wielen. Vul het woord motor of wielen in het juiste invulvak in A B C D E F G

5 2.2 Goed of fout? Technici gebruiken overbrengingen om een draaiende beweging van de ene as op de andere over te brengen, om een beweging van richting te veranderen of om ze te versnellen of te vertragen. Als je veel tandwielen, schijven, riemen en kettingen nodig hebt om de draaibeweging door te geven, kan dat een behoorlijk ingewikkelde constructie opleveren. Dat bewijst de tandwieltrein (een combinatie van verschillende overbrengingen) in deze opgave. Tandwiel A loopt trager dan tandwiel B, maar in dezelfde richting. Tandwiel C loopt sneller dan tandwiel D, maar in dezelfde richting. Tandwiel D loopt trager dan tandwiel A, en in tegengestelde richting. Tandwiel B loopt sneller dan tandwiel C, en in tegengestelde richting. B A D C

6 2.3 Sneller dan Eddy Merckx? In deze opdracht neem je het op tegen Eddy Merckx, de beste wielrenner die ons land ooit gekend heeft. In 1972 verbeterde hij zelfs het werelduurrecord. Bij dat record komt het erop aan om zoveel mogelijk afstand af te leggen in precies één uur tijd. Op 25 oktober 1972 legde Eddy Merckx in één uur tijd exact 49,431 km af. Zijn geheim? Hij gebruikte een loodzwaar verzet. Bij elke pedaalslag legde hij niet minder dan 7,93 meter af. En dat deed hij met een kamwiel met 54 tanden vooraan en een rondsel met 14 tanden achteraan. Aan jou de opdracht om de overbrengingsverhouding en de wielomtrek van de fiets van Eddy Merckx te berekenen. Daarna ben je klaar om zelf een aanval op het record uit 1972 te ondernemen. Je krijgt daarvoor een iets grotere fiets: de diameter van elk wiel is 68 cm. Je versnelling bestaat uit een tandwiel met 48 tanden vooraan en een tandwiel met 12 tanden achteraan. Als je de pedalen per minuut 90 keer ronddraait, verbeter je dan het record van Eddy Merckx? ø=68 cm