E-bikebezorger op nat fietspad langs de school
Op een fietspad langs een school rijdt een bezorger op een e-bike. Samen met de fiets en de bezorgtas weegt hij 95 kg. Hij rijdt 18 km/h. Op het moment dat een leerling onverwacht het fietspad opstapt, is de leerling 15 m voor hem. De bezorger heeft een reactietijd van 1,0 s voordat hij begint te remmen. Op droog asfalt is de remweg bij deze snelheid 6,0 m; op nat asfalt is de remweg twee keer zo lang. Het regent die ochtend en het asfalt is nat. De bezorger heeft oortjes in en hoort de leerling niet. Op het fietspad geldt een maximumsnelheid van 25 km/h; de bezorger legde die ochtend 4,5 km af in 15 minuten. De school doet verkeersonderzoek en overweegt twee maatregelen: een snelheidsbeperking van 15 km/h op het fietspad, of een aparte fietsstrook met een hekje tussen fietsers en het schoolplein.
1. Bereken de reactieafstand en de stopafstand op het natte asfalt en beoordeel of de bezorger op tijd stilstaat.
Read the worked answer
Eerst omrekenen: 18 km/h = 18 / 3,6 = 5,0 m/s. Reactieafstand = v x t = 5,0 m/s x 1,0 s = 5,0 m. De remweg op nat asfalt is twee keer de droge remweg: 2 x 6,0 m = 12 m. Stopafstand = reactieafstand + remweg = 5,0 + 12 = 17 m. De leerling staat op 15 m, dus de bezorger staat niet op tijd stil: hij is nog met snelheid onderweg als hij de plaats van de leerling bereikt. Alleen al de natte remweg (12 m) plus de reactieafstand past niet binnen 15 m. Merk op dat de reactieafstand niet van het wegdek afhangt; die hangt af van snelheid en reactietijd, en die reactietijd wordt juist langer door de oortjes en de verrassing.
2. Bereken de zwaartekracht op de bezorger met fiets en tas en leg uit waarom zijn massa wel gelijk blijft op de maan maar zijn gewicht niet.
Read the worked answer
Fz = m x g = 95 kg x 9,8 N/kg = 931 N, afgerond 9,3 x 10^2 N. Massa is de hoeveelheid stof: die 95 kg verandert niet als je naar de maan gaat, want er gaan geen deeltjes weg. Gewicht is een kracht en die volgt uit Fz = m x g; op de maan is g ongeveer 1,6 N/kg, dus daar is de zwaartekracht op dezelfde bezorger maar ongeveer 95 x 1,6 = 152 N. Daarom zie je in een tabel met massa in kg altijd hetzelfde getal, terwijl een krachtmeter (veerunster) op de maan een veel kleinere waarde aanwijst.
3. De school overweegt een maximumsnelheid van 15 km/h. Laat met een berekening zien wat dat op nat asfalt oplevert en weeg dat af tegen de andere maatregel.
Read the worked answer
15 km/h = 15 / 3,6 = 4,17 m/s. Reactieafstand = 4,17 x 1,0 = 4,2 m. De remweg schaalt met het kwadraat van de snelheid: (15/18)^2 x 12 = 0,694 x 12 = 8,3 m. Stopafstand wordt dan 4,2 + 8,3 = 12,5 m, en dat past wel binnen 15 m. Een snelheidsbeperking werkt dus sterk, omdat de remweg met het kwadraat afneemt. Toch is snelheid niet het hele verhaal: de reactietijd van 1,0 s is hier deels veroorzaakt doordat de bezorger niets hoorde. Een hekje of aparte fietsstrook voorkomt dat een leerling zomaar het fietspad op stapt en grijpt dus aan op de oorzaak. De beste onderbouwing combineert beide: snelheid omlaag én de routes scheiden, met daarnaast aandacht voor oortjes in het verkeer.