H11 Energie par 4

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 4

H11 Energie

11.1 Fossiele brandstoffen        

11.2 Zonne-energie                   

11.3 Windenergie

11.4 Waterkracht

11.5 Energie besparen 

Leerdoelen 11.4

11.4.1 Je kunt uitleggen hoe een waterkrachtcentrale zwaarte-energie omzet in elektrische energie.

11.4.2 Je kunt berekeningen uitvoeren met zwaarte-energie, massa en hoogte.

11.4.3 Je kunt in berekeningen het verband tussen zwaarte-energie en bewegingsenergie toepassen.

11.4.4 Je kunt uitleggen op welke vier punten je energiebronnen met elkaar kunt vergelijken.

11.4.5 Je kunt voor- en nadelen noemen van de energiebronnen die in Nederland worden gebruikt.

Waterkracht

Stromend water heeft kracht. Met waterkracht kun je elektriciteit opwekken. Bijvoorbeeld in een stuwdam. Het water wordt tegen- gehouden door een grote muur . Dat is de stuwdam. Aan één kant van de muur is een groot meer. Het water uit het meer stroomt via buizen in de muur met kracht naar beneden. 

Zwaarte energie

• E_{z =} m · g · h
• E_z = zwaarte energie in Joule (J)
• m = massa in kilogram (kg)
• g (gravitatie) geeft aan hoe hard er aan elke kg wordt getrokken (op aarde is dit afgerond 10 N/kg)
• h = hoogte in meter (m)

Oefenopgave

Een kogel van 2 kg ligt op een plank die 5 meter hoog is boven de grond. Bereken de potentiële energie van de kogel ten opzichte van de grond.

Uitwerking

1: Gegevens: m= 2 kg, h= 5 m, g= 10 N/kg

2: Gevraagd: Ez = ? J

3: Formule: Ez= m x g x h

4: Berekening: Ez= 2 x 10 x 5

5: Antwoord: Ez= 100 J

Zwaarte-energie en bewegingsenergie

Zwaarte-energie kan gemakkelijk worden omgezet in bewegingsenergie, en omgekeerd.

Oefenvraag:

Ludovic beklimt een uitkijktoren (41 m hoog). Als hij bovenop de toren staat, laat Ludovic een steentje vallen. Het steentje heeft

een massa van 0,040 kg. Bereken de snelheid waarmee het steentje de grond raakt.

Uitwerking oefenvraag:

1: Gegevens: h= 41 m, m = 0,040 kg, g= 10 N/kg

2: Gevraagd: v = ? m/s

3: Formule:  Ez (op het hoogste punt) = Ek(op het laagste punt)

m x g x h = 0,5 x m x 

4: Uitwerking: 0,04 x 10 x 41 = 0,5 x 0,040 x 

16,4 = 0,02 x 

= 16,4: 0,02

= 820

5: Antwoord: v =                                  m/s

√​820​​​=28,64

v​2​​

v​2​​

v​2​​

v​2​​

v​2​​

Energiebronnen vergelijken

Bij het vergelijken van energiebronnen is dit belangrijk:

* Hoeveel kost de energie die je uit de energiebron haalt

* Kan de energiebron uitgeput raken?

* Is de energiebron altijd of alleen af en toe beschikbaar

* Wat zijn de gevolgen voor het milieu?