natuurkunde les hfd 1,2,4,7,8

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

• Hoofdstuk 1: Bewegen in grafieken
• Hoofdstuk 2: Bewegen en rekenen
• Hoofdstuk 4: Kracht en beweging
• Hoofdstuk 7: Energie omzetten
• Hoofdstuk 8: Trillingen 

Natuurkunde les

Esther Apeldoorn & Rianne Hof

Belangrijke formules

∆x = x_eind - x_begin

v_gem = Δx / Δt

Δv = v_eind - v_begin

_{v = a ⋅ t}

In welke grafiek is de beweging eenparig?

1. 1 en 2, want de snelheid is constant
2. 2 en 3, want daar is beweging
3. 2, want die is recht-evenredig

Op 4 s is er sprake van een:

1. eenparige beweging
2. versnelde beweging
3. vertraagde beweging
4. stilstand

Krachten

1e wet van Newton:

Als F_netto = 0 geldt v = constant

2e wet van Newton:

F_netto = m * a

3e wet van Newton:

F_ab = -F_ba

Kracht A is 300N en Kracht B is 600N.
Wat is de resultante kracht als de krachten met een hoek van 90 graden van elkaar staan?

1. 300 N
2. 600 N
3. Parallellogrammethode gebruiken
4. 671 N

7. Energie omzetten 

7.1 Energiesoorten 

Kinetische energie

•  Energie van een voorwerp die beweegt
•  Ek = 1/2*m*v^2

Zwaarte-energie 

•  Energie van een voorwerp omdat er zwaartekracht op werk
•  Ez = mgh

Veerenergie 

•  veer indrukt geeft de energie, die vrij komt als het weer ontspant
•  Ev = 1/2Cu^2

7.1 Energiesoorten

• Kinetische energie & Zwaarte-energie
  
• Etotaal = Ek + Ez
  

Een personenauto van 800kg heeft een snelheid van 50km/h. Een bestelbusje van 1600 kg heeft een snelheid van 25km/h. Welk van beide voertuigen heeft de grootste kinetische energie?

1. de personenauto
2. het bestelbusje
3. het is voor beide auto's gelijk
4. beide voertuigen hebben geen kinetische energie

in de afbeelding is een vliegtuig getekend dat over een bergachtige terrein van 1 naar 3 vliegt. in welke situatie is de zwaarte-energie van het vliegtuig het grootst?

1. in positie I
2. in positie II
3. in positie III
4. even groot, I,II,III

7.2 Optrekken en afremmen

•  Energie omzetten in krachten

         W = F * s 

         W = F * s * cosa

• Positieve arbeid 
• Negatieve arbeid

• Netto arbeid
  
• Verandering van de kinetische energie 
  

         

   

​[?]​∑​[?]​​w=dek

Een satelliet beweegt rond de aarde in en cirkelvormige baan. op de satelliet werkt de zwaartekracht die de satelliet in haar baan houdt. de zwaartekracht verricht dan?

1. positieve arbeid
2. negatieve arbeid
3. geen arbeid

7.3 Meer arbeid

Veerkracht & veerenergie 

•  Wet van Hooke 

       C = F/u

• Veerconstante C
• Veerenergie

      Ev = 1/2 Cu^2

Hoe groot is de arbeid in deze grafiek?

1. 22 J
2. 2,2 * 10^4 J
3. 0,055 J
4. 55 J

7.4 Zuinig met energie 

• Vermogen 
  

      P = E/t = W/t

      W = F *s

•  Samengevat

      P = F * v

Chemische energie 

7.4 Zuinig met energie 

•  Brandstof bevat chemische energie 

      Ech = rv * V      en        Ech = rm * m 

Rendement 

•  energie die er verloren gaat

       N = Enuttig              * 100%

              Etoegevoegd 

________

7.4 Zuinig met energie 

Luchtweerstand

•  Kracht die je ondervind als je beweegt 

     Fw,l = 1/2pcAv^2

een parachutist valt steeds sneller door de lucht. Haar versnelling:

1. wordt steeds kleiner
2. wordt steeds groter
3. blijft hetzelfde

8. Trillingen 

8.1 Trillingen

 

• Uitwijking u 
• Amplitude A
• Evenwichtsstand

• frequentie (Hz): aantal trillingen per seconden 
  

     f = 1/T

• Trillingstijd
• Oscillogram
  

8.2 Trilling en kracht

•  Wet van Hooke 

       Fv = C * u

       Fnetto = -C * u

• Harmonische trilling

      amplitude 

• Trillingstijd 

      T = 2n *  m/C

->

->

√​​​​

Als je aan een veer hangt dan rekt de veer uit. Nu hang je onder het blokje een identieke veer, en daar hang je een identiek blokje aan. Wat kun je nu zeggen over de totale uitrekking? geen rekening houden met massa van veer

1. die blijft gelijk
2. die wordt 2x zo groot
3. die wordt 3x zo groot
4. die wordt 4x zo groot

8.3 Trillen en meetrillen

•  E_veer =      Cu²
•  E_{(veer,max) =     CA}²
• Demping
• Resonantie 

​2​​1​​

​2​​1​​

In de grafiek zie je een gedempte trilling. Wat gebeurt er met de frequentie van de trilling als de amplitude kleiner wordt?

1. de frequentie wordt groter
2. de frequentie wordt kleiner
3. de frequentie blijkt hetzelfde
4. er is geen frequentie

8.4 Fase en snelheid 

• Fase  

     p = t/T

• gereduceerde fase
• (1,5 - 1 = 0,5) 

8.4 fase en snelheid

• sinusfunctie 
• fasehoek 

    a = 360 * t/T

    a = 2.   * t/T

• Uitwijking 

     u = A * sin(360 * t/T)

     u = A * sin(2.  * t/T)

• Vmax = 2.   * A/T)

π

π

π

Examenopgave

Opgave 5 Bungeejump
Joop mag voor zijn verjaardag op kosten van zijn vrienden een bungee jump maken.
Een 15 m lang, elastisch koord is aan één kant vastgemaakt aan een platform en aan de
andere kant aan Joop. Hij laat zich zonder beginsnelheid van het platform vallen. In het laagste punt van de ’sprong’ is het koord 20 m uitgerekt.

De zwaarte-energie Ez van Joop ten opzichte van het laagste punt van de sprong en de
veerenergie Ev van het koord uitgezet tegen de valafstand x, die wordt gemeten van het punt van vallen.

Welke formules zijn er nodig?

• Berekenen van zwaarte-energie

• Berekenen van veerenergie

opstelling van de proef

veerconstante

veerconstante = 1,44 N/m

A

Voor een natuurkundige beschrijving van de sprong zijn vier punten op verschillende hoogten interessant. In de schematische tekening in figuur 4 zijn deze punten met letters aangegeven:
• P is het platform waar de sprong begint;
• R is de plaats (15 m onder P) waar het koord begint uit te rekken;
• E is de evenwichtsstand waar Joop aan het einde van de sprong in rust blijft hangen voordat hij weer omhoog getrokken wordt;
• D is het laagste punt (35 m onder P).

Beredeneer of Joop op het traject van R naar E versnelt of vertraagt. Verwaarloos wrijvingskrachten.