Energie - Arbeid - HAVO

Hoofdstuk Energie

Energie - Soorten energie
Energie - Behoud van energie
Energie - Chemische energie
Energie - Arbeid
Energie - Vermogen
Energie - (F,s)-diagram (VWO)

1 / 27

Slide 1: Slide

NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 4

This lesson contains 27 slides, with interactive quizzes and text slides.

Lesson duration is: 45 min

Items in this lesson

Hoofdstuk Energie

Energie - Soorten energie
Energie - Behoud van energie
Energie - Chemische energie
Energie - Arbeid
Energie - Vermogen
Energie - (F,s)-diagram (VWO)

Slide 1 - Slide

Leerdoelen Arbeid

Aan het eind van deze les...

... begrijp je wat arbeid inhoudt.

... kan je de formule van arbeid toepassen

... begrijp je dat arbeid wordt verricht wanneer een voorwerp een verschil in een grootheid

ervaart.

Slide 2 - Slide

Arbeid

Wat betekent het begrip arbeid in natuurkunde? Niet wat je zou verwachten...

Slide 3 - Slide

Arbeid

Wat betekent het begrip arbeid in natuurkunde? Niet wat je zou verwachten...

⟹

Slide 4 - Slide

Arbeid

Wanneer een kracht F op een voorwerp werkt, en het voorwerp wordt over een afstand s verplaatst, (zie figuur hieronder) dan zeggen we dat deze kracht een arbeid uitoefent op het voorwerp. Arbeid is een vorm van energie en de richting waarin arbeid werkt is belangrijk.

Slide 5 - Slide

Arbeid

Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:

waarin:
             = arbeid (J)
             = kracht (N)
             = afstand (m)

W = F \cdot s

s

W

F

Slide 6 - Slide

Toepassing vr 1 (5 min)

Vr 1: Een persoon duwt met een spierkracht van 200 N tegen een blok met een onbekende massa. Het blok beweegt hierdoor met constante snelheid 3,0 meter naar rechts.

a. Bereken de arbeid die de spierkracht verricht heeft.
b. Bereken de arbeid die de wrijvingskracht verricht heeft.





            Selecteer om teknippen, kopiëren ofte verwijderen




        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

timer

5:00

Slide 7 - Slide

Antwoord vr 1a

Vr 1: Een persoon duwt met een spierkracht van 200 N tegen een blok met een onbekende massa. Het blok beweegt hierdoor met constante snelheid 3,0 meter naar rechts.

a. Bereken de arbeid die de spierkracht verricht heeft.







            Selecteer om teknippen, kopiëren ofte verwijderen




        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

W = F \cdot s

\to W^{​ s p i e r ​ ​} = F^{​ s p i e r ​ ​} \cdot s = 200 \cdot 3, 0 = 6, 0 \cdot 1 0^{​ 2 ​ ​} J

Slide 8 - Slide

Antwoord vr 1b

Vr 1: Een persoon duwt met een spierkracht van 200 N tegen een blok met een onbekende massa. Het blok beweegt hierdoor met constante snelheid 3,0 meter naar rechts.

b. Bereken de arbeid die de wrijvingskracht verricht heeft.
Uit de eerste wet van Newton volgt dat






            Selecteer om teknippen, kopiëren ofte verwijderen




        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

W = F \cdot s

\to W^{​ w ​ ​} = - F^{​ w ​ ​} \cdot s = - F^{​ w ​ ​} \cdot s \cdot = - 200 \cdot 3, 0 = - 6, 0 \cdot 1 0^{​ 2 ​ ​} J

v = c o n s t a n t \to F^{​ r e s ​ ​} = 0 \to F^{​ s p i e r ​ ​} = - F^{​ w ​ ​}

Slide 9 - Slide

Arbeid in andere richting I

Stel je eens een vallende bal voor. Door de zwaartekracht
valt de bal naar de aarde van een hoogte h. Je wilt de arbeid
die de zwaartekracht verricht berekenen. Hoe doe je dat?

.










        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

Slide 10 - Slide

Arbeid in andere richting I

Met die informatie en s = h kunnen we voor de arbeid invullen:

De arbeid die verricht wordt door de zwaartekracht is in dit
geval de zwaarte-energie.












        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

W = F \cdot s

\to W^{​ z ​ ​} = F^{​ z ​ ​} \cdot h = F^{​ z ​ ​} \cdot h = m g h = E^{​ z ​ ​}

Slide 11 - Slide

Arbeid in andere richting II

Maar stel nu dat de bal nog niet de grond heeft geraakt, en je
wilt weten hoeveel arbeid de zwaartekracht levert tot

Bereken nu de hoeveelheid arbeid die de zwaartekracht levert.


        met










        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

W = F \cdot s

\to W^{​ z ​ ​} = F^{​ z ​ ​} \cdot (h - h^{​ 1 ​ ​}) = F^{​ z ​ ​} \cdot Δ h = Δ E^{​ z ​ ​}

h^{​ 1 ​ ​} .

Δ h = h - h^{​ 1 ​ ​}

Slide 12 - Slide

Arbeid in andere richting II

Wat blijkt nu? De formule die we bepaald hebben, is algemeen:

Maar we weten ook dat deze arbeid die de zwaartekracht
verricht heeft, moet zwaarte-energie omzetten in kinetische
energie. Hieruit volgt de belangrijke formule:











        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

W^{​ z ​ ​} = Δ E^{​ z ​ ​} (= m g Δ h)

Δ h = h - 0 = h

W^{​ z ​ ​} = Δ E^{​ z ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​} (= \frac{​ 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot m \cdot v^{​ e ​ 2 ​ ​} - \frac{​ 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot m \cdot v^{​ b ​ 2 ​ ​})

Het geldt ook voor het voorbeeld met alleen hoogte h:

\to W^{​ t o t ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​}

Slide 13 - Slide

Arbeid in andere richting II

Maar we weten ook dat deze arbeid die de zwaartekracht
verricht heeft, moet zwaarte-energie omzetten in kinetische
energie.
Hieruit volgt de belangrijke formule:



De totale arbeid is het verschil in kinetische energie.







        6







              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

W^{​ z ​ ​} = Δ E^{​ z ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​} (= \frac{​ 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot m \cdot v^{​ e ​ 2 ​ ​} - \frac{​ 1 ​ ​}{​ 2 ​} \cdot m \cdot v^{​ b ​ 2 ​ ​})

\to W^{​ t o t ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​}

Slide 14 - Slide

Arbeid in andere richting II

De totale arbeid is het verschil in kinetische energie.

Wat betekent dit?

Dit betekent dat wanneer een kracht een voorwerp over een
afstand verplaatst (en dus een snelheid krijgt, vandaar E_kin),

oefent de kracht arbeid uit op het voorwerp.

              Dit wordt getoondin de klassikale leswanneer je op'geef les' klikt.








              Dit wordt getoondin de gedeelde les dieleerlingen zelfstandigkunnen doen.







              Differentiëer






                Differentiëer





                Instellingen























          Arbeid







        Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:waarin:             = arbeid (J)             = kracht (N)             = afstand (m)             = hoek tussen kracht en                  bewegingsrichting (°)












                W=F⋅s⋅cos(θ)












                θ












                s












                W



























                F

















    Slide






















    de kracht.

\to W^{​ t o t ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​}

Slide 15 - Slide

Je houdt een tas van 5,0 kg 50 cm boven de grond vast gedurende 2,0 s. Hoe groot is de arbeid die je verricht?

Test jezelf - Arbeid

98 J

2,5 J

2,5·10¹ J

0 J

Slide 16 - Quiz

Je tilt een tas van 5,0 kg op van de grond en zet hem op een tafel met een hoogte van 70 cm. Hoe groot is de arbeid die je verricht?

Test jezelf - Arbeid

34 J

3,5 J

3,5·10² J

0 J

Slide 17 - Quiz

Als de richtingen van F en s loodrecht op elkaar staan is de door de kracht verrichte arbeid altijd …

Test jezelf - Arbeid

maximaal

gelijk aan F·s

gelijk aan -F·s

0 J

Slide 18 - Quiz

Huiswerk

Huiswerk staat in deze LessonUp in de volgende sheets.

Slide 19 - Slide

Opgaven

Vr. 1: Al in de les gedaan, zie theorie

Vr. 2: Een persoon heeft een zak zand van 25 kg stil in zijn handen.

Bereken voor elke kracht werkende op de zak de bijbehorende arbeid.

Slide 20 - Slide

Opgaven

Vr. 3: Een persoon gooit een steen met een massa van 3,5 kg recht omhoog. De steen is 4,5 meter omhoog bewogen voordat deze dezelfde afstand weer naar beneden valt. De gemiddelde wrijvingskracht die op de steen werkt is zowel bij het omhoog als bij het omlaag bewegen gelijk aan 8,5 N.

a. Bereken de arbeid die de zwaartekracht en de wrijvingskracht verricht hebben terwijl de steen omhoog bewoog.
b. Bereken de totale arbeid die op de steen werkt terwijl deze omhoog beweegt. Is de totale arbeid nul, positief of negatief?

Slide 21 - Slide

Opgaven

c. Bereken de arbeid die de zwaartekracht en de wrijvingskracht verricht hebben terwijl de steen naar beneden bewoog.
d. Bereken de totale arbeid die op de steen werkt terwijl deze omlaag beweegt. Is de totale arbeid nul, positief of negatief?

Slide 22 - Slide

Opgaven

Vr. 4: Bij veel auto's blaast bij een botsing automatisch een airbag op. Hierdoor wordt vaak letsel voorkomen.

a. Leg uit hoe een airbag werkt. Gebruik in je antwoord de begrippen arbeid en verplaatsing en maak gebruik van

W^{​ t o t ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​} .

Slide 23 - Slide

Opgaven

Vr. 4: Bij veel auto's blaast bij een botsing automatisch een airbag op. Hierdoor wordt vaak letsel voorkomen.

Een persoon met een massa van 70 kg komt met een snelheid 30 m/s tegen een airbag. De airbag deukt hierdoor 20 cm in. Je mag aannemen dat bij de airbag geen vering optreedt.

b. Bereken de kracht die tijdens de botsing op deze persoon werkt met behulp van
c. Vind wederom de kracht die tijdens de botsing op deze persoon werkt, maar nu met behulp van de wet van behoud van energie.

W^{​ t o t ​ ​} = Δ E^{​ k i n ​ ​} .

Slide 24 - Slide

Huiswerk inleveren

Slide 25 - Open question

Huiswerk inleveren

Slide 26 - Open question

Huiswerk inleveren

Slide 27 - Open question

Energie - Arbeid - HAVO

Items in this lesson

Slide 1 - Slide

Slide 2 - Slide

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Slide

Slide 5 - Slide

Slide 6 - Slide

Slide 7 - Slide

Slide 8 - Slide

Slide 9 - Slide

Slide 10 - Slide

Slide 11 - Slide

Slide 12 - Slide

Slide 13 - Slide

Slide 14 - Slide

Slide 15 - Slide

Slide 16 - Quiz

Slide 17 - Quiz

Slide 18 - Quiz

Slide 19 - Slide

Slide 20 - Slide

Slide 21 - Slide

Slide 22 - Slide

Slide 23 - Slide

Slide 24 - Slide

Slide 25 - Open question

Slide 26 - Open question

Slide 27 - Open question

More lessons like this

Energie - Arbeid - VWO

Paragraaf 8.3

H11: Energie - Arbeid

natuurkunde les 4 deel 1

H6.3

Arbeid en energie

H6.2

Energie - Arbeid & (F,s)-diagram (V)