§11.3 Kracht en arbeid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 4

§11.3 Kracht en arbeid

Fvoortstuw > Ftegenwerk

⟹ snelheid groter (m/s)

versnelling  positief (m/s²)

Fvoortstuw =Ftegenwerk

⟹ snelheid constant

geen versnelling

Fvoortstuw < Ftegenwerk

⟹ snelheid neemt af

versnelling negatief

voortstuwen en tegenwerken afhankelijk van:

• het voorwerp (persoon, ...)
• luchtwrijving, rolweerstand, ...

§11.3 Kracht en arbeid

Eerste wet van Newton (wet van de traagheid):

kracht nodig om de snelheid van het voorwerp te veranderen. 

⟹ massa voorwerp groter ➝ kracht groter om snelheid te veranderen.

         ⟹ F = m ･ a

§11.3 Kracht en arbeid

F = m ･ a

Door kracht kom jij/het voorwerp in beweging.

Om te bewegen is energie nodig; chemische energie (eten, benzine, ...)

Een deel van die chemische energie wordt nuttig gebruikt; 

⟹ verricht arbeid,

deze arbeid is afhankelijk van:

• de afstand die moet worden afgelegd.
• de kracht die nodig is.

§11.3 Kracht en arbeid

F = m ･ a

Kracht zorgt voor beweging ⟹ energie nodig; chemische energie 

Deel rest is " afvalwarmte" 

Deel chemische energie om arbeid te verrichten ⟹

Arbeid afhankelijk van:

• de afstand.
• de kracht.

⟹ arbeid = kracht x afstand.     ⟹ W = F ･ s

§11.3 Kracht en arbeid

F = m ･ a

W = F ･ s

Nuttige energie omgezet ⟹

Bewegingsenergie = kinetische energie ➝ Ek = 0,5･m･v2

Zwaarte-energie = potentiële energie ➝ Ep = m･g･h

Energie gaat nooit verloren!

§11.3 Kracht en arbeid

Opdrachten voor de volgende les.

Noteer via gegeven, gevraagd, oplossing

de antwoorden in je schrift/klapper (A4-formaat)

§11.3 Kracht en arbeid

10. Bereken de arbeid in de volgende situaties.

a. Twee paarden trekken een wagen.

Gezamenlijke trekkracht is 1300N en de afstand is 1,2km.

b. Een kraan van een autosloopbedrijf tilt een auto 3m omhoog.

De massa van de auto is 940kg.

c. Een luciferdoosje, van 10gram, wordt op een 78cm hoge tafel gelegd.

§11.3 Kracht en arbeid

11. Hoe lang moet je de pijl van de trekkracht tekenen, als:

a. Ftrek = 52 N en schaal 1cm ≙ 10N

b. Ftrek = 1300 N en schaal 1cm ≙ 200N

§11.3 Kracht en arbeid

12. Een stoel, 25kg, wordt met een constante snelheid verschoven. 

Hierbij is een kracht van 180N nodig.

a. Bereken de arbeid die nodig is om de stoel 2m te verschuiven.

b. Bereken de arbeid die nodig is om de stoel 30cm omhoog te tillen.

§11.3 Kracht en arbeid

13. Een baksteen van 2,5kg ligt op een bouwsteiger op

een hoogte van 3,2m.

a. Bereken de zwaarte-energie van de baksteen.

De baksteen valt naar beneden.

b. Bereken de snelheid waarmee de steen de grond raakt.

§11.3 Kracht en arbeid

13. Een baksteen van 2,5kg ligt op een bouwsteiger op

een hoogte van 3,2m.

De baksteen valt naar beneden.

Een man, 1,85m lang, staat er op de grond naar te kijken en zegt:

“Voor hetzelfde geld had ik die steen op mijn hoofd gekregen!”.

c. Bereken met welke snelheid de steen de man zijn hoofd zou hebben geraakt. 

§11.3 Kracht en arbeid

14. Een andere steen van 3,0kg valt van een hoogte van 20m.

a. Bereken de snelheid waarmee de steen de grond raakt.

De steen heeft 2s nodig om 20m naar beneden te vallen.

b. Laat met een berekening zien dat dit klopt.

§11.3 Kracht en arbeid

14. Een andere steen van 3,0kg valt van een hoogte van 20m.

De steen heeft 2s nodig om 20m naar beneden te vallen.

De valbeweging is een eenparig versnelde beweging.

De valversnelling is 10m/s2.

c. Gebruik dit gegeven om te bewijzend dat de snelheid,

die je bij a hebt berekend, klopt.

§11.3 Kracht en arbeid

15. Je glijdt van een 20m hoge heuvel af en de totale massa is 72kg.

a. Bereken de zwaarte-energie boven op de heuvel.

b. Bereken de bewegingsenergie onder aan de heuvel bij een snelheid van 11m/s.

§11.3 Kracht en arbeid

15. Je glijdt van een 20m hoge heuvel af en de totale massa is 72kg.

De zwaarte-energie is niet volledig omgezet in bewegingsenergie, 

onder aan de heuvel.

c. In welke vorm van energie is de ‘verdwenen’ zwaarte-energie omgezet?