H11.3 Windenergie + 11.4 WATERKRACHT

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

H11.3 Windenergie

Lesplanning

Lesuur 1: 
Uitleg en aantekeningen 11.3

Lesuur 2: 
uitleg en aantekeningen 11.4

Leerdoelen 11.3

11.3.1 Je kunt voorbeelden geven van hoe bewegingsenergie praktisch wordt gebruikt.

11.3.2 Je kunt berekeningen uitvoeren met bewegingsenergie, massa en snelheid.

11.3.3 Je kunt benoemen welke energie-omzetting plaatsvindt in een windturbine.

11.3.4 Je kunt een eenvoudige manier beschrijven om een wisselspanning op te wekken.

11.3.5 Je kunt uitleggen hoe de wisselspanning van een fietsdynamo ontstaat.

11.3.6 Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het piekvermogen van een windturbine.

Bewegingsenergie

Bewegingsenergie:

Energie die bewegende dingen hebben als gevolg van het feit dat ze bewegen.

Met een windmolen kun je die bewegingsenergie benutten.

Hoe sneller iets beweegt, des te groter is de hoeveelheid

bewegingsenergie.

Bewegingsenergie

De hoeveelheid bewegingsenergie hangt niet alleen af van de snelheid; de massa speelt ook een rol.

Hoe groter de massa, des te groter is de hoeveelheid bewegingsenergie. 

Bewegingsenergie ook wel kinetische energie genoemd.

bewegingsenergie = 0,5 × massa × snelheid in het kwadraat

Of in symbolen:

Ek = 0,5 ∙ m ∙ v2

Formule Kinetische energie

Kinetische energie is hetzelfde als bewegingsenergie!

Even oefenen!

Antwoord

Ek=0,5 . 4,6 . 5^2       

Ek= 57,5 (J)

Maximaal vermogen windturbine

phet.colorado.edu

De fietsdynamo

 Een permanente magneet magnetiseert een kern die van weekijzer is gemaakt. Dat is ijzer dat je gemakkelijk magnetisch kunt maken. Als je er een magneet bij houdt, wordt het snel magnetisch. Als je de magneet weghaalt, is de magnetisering even snel weer verdwenen. Als de dynamo wordt aangedreven, begint de magneet te draaien.  Daardoor wordt het weekijzer steeds op een andere manier gemagnetiseerd.

Aan de slag

Lees 11.3 eerst zelf helemaal door.

Maak daarna de opgaves

Volgende les 11.4 

11.4 Waterkracht

Leerdoelen

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.

zwaarte-energie

Voorbeeld

Remco staat op een berg van 200 meter hoog . Hij laat een steen van de berg afrollen. De massa van de steen is 2,0 kg. 

De valversnelling is op aarde altijd 9,81 m/s^2. 

Bereken de zwaarte energie van deze steen

Jan piet staat op een berg van 200 meter hoog . Hij laat een steen van de berg afrollen. De massa van de steen is 2,0 kg.

De valversnelling is op aarde altijd 9,81 m/s^2.

Bereken de zwaarte energie van deze steen

h = 200 m

m = 2,0 kg

g = 9,81 m/s^2

Ez = m x g x h

Ez = 2 x 9,81 x 200 

Ez = 3924 J

Zwaarte-energie/ hoogte-energie

1. Als iets zich op hoogte bevind, heeft het zwaarte-energie
   
2. Wanneer het object valt, wordt de zwaarte-energie omgezet in bewegingsenergie
   
3. Wanneer het object de grond raakt, is de zwaarte-energie 0 J

Wet van behoud van energie

Jan piet staat op een berg. Hij laat een steen van de berg afrollen. De zwaarte energie van deze steen is 3924 J. 
Deze energie wordt omgezet in bewegingsenergie. 
Dus: 
Ez = Ek

m x g x h = 0,5 x m x v^2

Een skater staat op een helling van 5 meter boven de grond. De massa van de skater is 50 kg. 
Bereken de eindsnelheid van de skater. 

De valversnelling is 9,81 m/s^2 -> 10!

Een skater staat op een helling van 5 meter boven de grond. De massa van de skater is 50 kg.

Bereken de eindsnelheid van de skater.

De valversnelling is 9,81 m/s^2

h= 5 m

m = 50 kg

g = 9,81 m/s^2 (10) 

Ez = mgh

Ek = 0,5mv^2

Ez = Ek

h= 5 m

m = 50 kg

g = 9,81 m/s^2 (10)

Ez = Ek

50 x 10 x 5 = 0,5 x 50 x v^2

2500 = 25v^2

v^2 = 1000  

v = √1000

v = 31,62 m/s

Ga voor jezelf oefenen

Maak de opgaves van 11.3 en 11.4

Groot deel van je examen dus echt veel oefenen!!!!!