Introductie - herhaling H7 en H8

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Herhaling elektromagnetisme en cirkelbewegingen

Lesplanning:

1. Opstart:
   Natuurkunde in V6
2. Klassikaal: herhaling magneetveld en Lorentzkracht
3. Examenopgave 'parallelle draden'
4. Klassikaal: herhaling wet van Lenz
5. Oefenopgave
6. Klassikaal: herhaling cirkelbanen
7. Oefenopgave

Huiswerk: startvragen H12

Aanmelden LessonUp

https://LessonUp.app/invite/group/umkxh

Imme van Burg (BUG)

Wie ben ik en wat verwacht ik.

Waar heb jij van genoten in de vakantie?

Een goede les ...

Natuurkunde in VWO 6
Op naar het examen!

• Elke les bij je:
  boek, schrift, rekenmachine, geodriehoek en binas. 
• 3 ET's (28%) en 2 PO's (8%)
• Oefening baart kunst.
  
• Berekeningen noteren, nakijken
   en vragen stellen zijn belangrijk!

Bekijken jaarplanning

In classroom

• uitwerkingen
• oefentoetsen, opdrachten, etc.
• planning (studiewijzer)

De studiewijzer

• Leerstof opgedeeld in leerdoelen.
• Kies je eigen route naar het behalen van het leerdoel. 
• Huiswerk: afronden leerdoel, check inleveren. 
• Planning
   

Vragen?!

Magnetisch veld

Bewegende lading zorgt voor een magnetisch veld B (T).

Rechterhand regel

stroomdraad

Rechterhand regel

spoel

Waar bevindt zich de noordpool van de elektromagneet?

1. Plek A
2. Plek B
3. Plek C

Lorentzkracht

Een bewegende lading in een magneetveld zorgt voor een Lorentzkracht FL (N). 

F​L​​=B⋅I⋅l

F​L​​=B⋅q⋅v

Rechterhand regel

Lorentzkracht

De lorentzkracht op het linkerdraad is ... gericht.

1. naar voren
2. naar achter
3. naar links
4. naar rechts

Examenopgave

Parallelle draden (2013-II)

Demo

Race tussen een stalen en magnetische kogel.

Stalen kogel en een magneetkogel in een aluminium hoekprofiel of buis (twee naast elkaar) naar beneden laten rollen. 

- bewegende magneet —> inductiestroom in het aluminium —> remmen van de kogel (lorentzkracht) 

Flux 

De magnetische flux Φ door een spoel is te zien als het aantal magnetische veldlijnen dat door de opening van een spoel gaat.

Φ=B​⊥​​⋅A

Inductie spanning

Een verandering van de magnetische flux (ΔΦ) binnen een spoel veroorzaakt een inductiespanning.

U​ind​​=−N⋅​Δt​​ΔΦ​​

Wet van Lenz

meeflux en tegenflux

Een aluminium staafje kan over een rails rollen. De twee rails zijn met elkaar verbonden door een draad met een weerstand van 0,40 Ω. De weerstand van de rest van de opstelling is te verwaarlozen. Loodrecht op deze opstelling staat een magnetisch veld: B = 5,0∙10⁻²T. 

Door een constante kracht beweegt het staafje met een constante snelheid van 2,0 m/s naar rechts. Door deze beweging ontstaat er een inductiestroom.

Oefen

opgave

1. Leg uit wat de
   oorzaak en de
   richting is van de
   elektrische stroom
   in het staafje.    
    

De staafjes, de draden en de weerstand vormen een vierkant met een oppervlakte van 64 cm².

   2. Bereken de magnetische flux door dit vierkant.

Door het rollen van het staafje wordt een inductiespanning 

opgewekt van 8,0∙10⁻³ V.

    3. Bereken de lorentzkracht op het staafje.

Oefen

opgave

Het projectiel beweegt naar...

Herhaling H7 cirkelbanen

Lesplanning:

1. 
   

Waarom vlieg je bij een
te hoge snelheid uit de bocht?

Eenparige cirkelbeweging

Eenparige cirkelbeweging; v is constant (richting veranderd)

Hoe kan de baansnelheid bepaald worden?

Omlooptijd en baanstraal (midden van de planneet)

middelpuntzoekende kracht

F​mpz​​=​r​​m⋅v​2​​​​

Straal tot het middelpunt.

Waarom vlieg je bij een te hoge snelheid uit de bocht?

De wrijvingskracht is kleiner dan de benodigde middelpuntzoekende kracht.

De ringen van Saturnus bestaan uit vele kleine ijs- en rotsblokken die in een baan om Saturnus bewegen. 

Laat met een formule zien dat de deeltjes in de ring dicht bij Saturnus de deeltjes verder weg telkens inhalen.

Tip

De onderstaande formules combineren tot T = ....

• v = T / 2*pi*r²
• F_mpz = m * v² / r

Volgens T = √(r 3 x 4π 2 / (GM)) geldt dat als r kleiner wordt, dan T dan ook kleiner wordt. De deeltjes in de binnenste ringen maken dus in kortere tijd hun rondje af en halen dus telkens

deeltjes in de buitenste ringen in.

Oefenopgave

Een satelliet die door de buitenste lagen van de
atmosfeer rondcirkelt, ondervindt een kleine
wrijvingskracht. Als hij geen aandrijfmotor heeft, zal
hij daardoor in een steeds lagere baan rond de aarde
gaan cirkelen en uiteindelijk op de aarde neerstorten.

Op een bepaald moment bevindt de satelliet
zich op een hoogte van 400 km boven de aarde. 

Bepaal op dit moment het hoogteverlies per omwenteling  om de aarde. Bereken hiervoor
eerst hoe lang een omwenteling  op deze hoogte duurt. 

Tip

Via F_mpz = F_g kom je tot:

T = wortel (4*pi²*r³ / (G*M))

Probeer dit zelf af te leiden. Gebruik deze afleiding vervolgens om de omlooptijd te bepalen.

Hoe rolt de bal verder?

1. A
2. B
3. C

Een speelgoedautootje (zonder motor) komt met een bepaalde snelheid aanrijden, gaat door een looping en rijdt daarna verder. De wrijving is verwaarloosbaar. Waar is de middelpuntzoekende kracht op het autootje het grootst?

1. Plaats A
2. Plaats B
3. Plaats C

Wanneer je net rond gaat duwt de achtbaan bovenaan niet tegen de baan dus de baan ook niet tegen de achtbaan, er is geen normaalkracht. De middelpuntzoekende kracht is dus gelijk aan de zwaartekracht. 

Maak je de looping met een grotere snelheid, dan wil het karretje bovenin nog rechtdoor gaan dus duwt de baan terug, is er een normaalkracht en is de middelpuntzoekende kracht Fz + Fn

Huiswerk 

startvragen digitale boek

Proton of een elektron?

1. Proton
2. Elektron

Twee satellieten P en Q draaien in cirkelbanen rond de aarde. De afstand van Q tot het middelpunt van de aarde is 2 x zo groot dan die van P. De massa van Q is 2 maal zo groot dan die van P.
De gravitatie-energie van P is –2,0∙109 J.
Hoe groot is de gravitatie-energie van Q?

1. –8,0∙10⁹ J
2. –4,0∙10⁹ J
3. –2,0∙10⁹ J
4. –1,0∙10⁹ J

Voor Q geldt: 

r 2x zo groot 🡪 Eg 2 keer zo klein

m 2 x zo groot 🡪 Eg 2 keer zo groot

Antwoord C

Van een planeet is bekend dat haar massa en haar straal elk 2 x zo groot zijn dan die van de aarde.
De grootte van de ontsnappingssnelheid vanaf het oppervlak van deze planeet vergeleken met die van het aardoppervlak is dan

1. 2x zo klein
2. even groot
3. √2 keer zo klein
4. √2 keer zo groot