H10.3 gravitatiekracht

10.3 Gravitatiekracht.

1 / 39

Slide 1: Slide

NatuurkundeMiddelbare schoolhavoLeerjaar 4

This lesson contains 39 slides, with interactive quizzes, text slides and 1 video.

Lesson duration is: 45 min

Items in this lesson

10.3 Gravitatiekracht.

Slide 1 - Slide

Newton en zijn appel

Het beroemde verhaal is dat Newton door een uit een boom vallende appel op dit idee is gekomen.
Deze kracht wordt gravitatiekracht genoemd en is de kracht die ervoor zorgt dat massa's elkaar altijd aantrekken.

Slide 2 - Slide

Herhaling

Slide 3 - Slide

Wat is de invloed van de straal van de baan op de middelpuntzoekende kracht?

Hoe groter de straal van de baan, hoe groter de middelpuntzoekende kracht.

De straal van de baan heeft geen invloed op de middelpuntzoekende kracht.

Hoe kleiner de straal van de baan, hoe kleiner de middelpuntzoekende kracht.

Hoe kleiner de straal van de baan, hoe groter de middelpuntzoekende kracht.

Slide 4 - Quiz

Wat is de invloed van de snelheid op de middelpuntzoekende kracht?

De snelheid heeft geen invloed op de middelpuntzoekende kracht.

Hoe sneller de baansnelheid, hoe kleiner de middelpuntzoekende kracht.

Hoe langzamer de baansnelheid, hoe groter de middelpuntzoekende kracht.

Hoe sneller de baansnelheid, hoe groter de middelpuntzoekende kracht.

Slide 5 - Quiz

Wat is de formule voor de middelpuntzoekende kracht?

Fmpz = r * v / m

Fmpz = m * r^2 / v

Fmpz = m + v * r

Fmpz = m * v^2 / r

Slide 6 - Quiz

De aarde draait in een cirkelbeweging om de zon.
Wat is waar?

Fg = Fz

Fg = Fmpz

Fg = G

Fz = Fmpz

Slide 7 - Quiz

Gravitatiekracht

Waar denk je dan aan?

Slide 8 - Slide

De zwaartekracht tegen de gravitatiekracht

Gravitatiekracht is de algemene naam voor de aantrekkende kracht die twee voorwerpen op elkaar uitoefenen doordat ze massa hebben.
Die voorwerpen kunnen alles en overal zijn: op aarde of 'los' in het heelal.

Slide 9 - Slide

De zwaartekracht tegen de gravitatiekracht

Als we de gravitatiekracht bedoelen die de aarde uitoefent op een voorwerp op of nabij de aarde (of een ander hemellichaam) dan spreken we over de zwaartekracht.
https://phet.colorado.edu/sims/html/gravity-and-orbits/latest/gravity-and-orbits_all.html?locale=nl

Slide 10 - Slide

Op de grote hoogtes geld de formule niet meer.

Deze wel:

F^{​ g r a v i t y ​ ​} \neq F^{​ z w ​ ​}

F^{​ z w ​ ​} = m \cdot g

F^{​ g ​ ​} = G \cdot \frac{​ m \cdot M ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

Slide 11 - Slide

Gravitatiekracht

Gravitatiekracht is altijd aantrekkend en werkt op afstand, zonder dat er contact is. De gravitatiekracht is een wisselwerking tussen twee massa's.

Slide 12 - Slide

Slide 13 - Video

Gractitatieconstante

In 1798 is deze bepaald via een experiment met de bollen.

G = 6, 67 \cdot 10^{​ - 11 ​ ​} N m^{​ 2 ​ ​} k g^{​ - 2 ​ ​}

F^{​ g ​ ​} = G \cdot \frac{​ m \cdot M ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

Slide 14 - Slide

voorbeeld 1

Bol A heeft een massa van 3,0 kg en bol B een massa van 5,0 kg.
De zwaartepunten van deze bollen bevinden zich op 30 cm van elkaar.

a) Bereken de gravitatiekracht die de bollen op elkaar uitoefenen.

De kracht die de aarde uitoefent op een bol kun je berekenen met de formule voor de zwaartekracht, maar ook met de formule voor de gravitatiekracht. Voor bol A geldt Fzw = m*g= 3,0*9,8 = 29 N

b) Toon aan dat voor de gravitatiekracht tussen de aarde en bol A ook geldt: Fg=29 N

Slide 15 - Slide

Antwoord

Slide 16 - Slide

voorbeeld 2

in 2012 sprong Felix Baumgartner op 39 km hoogte uit een luchtballon.
Bereken de valversnelling op die hoogte in drie significante cijfers. Neem voor de straal van de aarde de gemiddelde waarde in BINAS tabel 31.

Slide 17 - Slide

Antwoord

Slide 18 - Slide

Beweging aarde om zon

Slide 19 - Slide

Beweging aarde om zon

De gravitatiekracht is in de cirkelbeweging van de aarde om de zon ook de middelpuntzoekende kracht.

F^{​ g ​ ​} = F^{​ m p z ​ ​}

Slide 20 - Slide

Beweging aarde om zon

De gravitatiekracht is in de cirkelbeweging van de aarde om de zon ook de middelpuntzoekende kracht.

F^{​ g ​ ​} = F^{​ m p z ​ ​}

G \cdot \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​} = \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot v ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​}

Slide 21 - Slide

Beweging aarde om zon

De gravitatiekracht is in de cirkelbeweging van de aarde om de zon ook de middelpuntzoekende kracht.

F^{​ g ​ ​} = F^{​ m p z ​ ​}

G \cdot \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​} = \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot v ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​}

Slide 22 - Slide

Leid de eenheid van G af

Slide 23 - Open question

Slide 24 - Slide

Beweging aarde om zon

De gravitatiekracht is in de cirkelbeweging van de aarde om de zon ook de middelpuntzoekende kracht.

F^{​ g ​ ​} = F^{​ m p z ​ ​}

G \cdot \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​} = \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot v ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​}

G \cdot \frac{​ m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ​} = v^{​ 2 ​ ​}

Slide 25 - Slide

Beweging aarde om zon

De gravitatiekracht is in de cirkelbeweging van de aarde om de zon ook de middelpuntzoekende kracht.

F^{​ g ​ ​} = F^{​ m p z ​ ​}

G \cdot \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​} = \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot v ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​}

G \cdot \frac{​ m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ​} = v^{​ 2 ​ ​}

v = \sqrt ​ \frac{​ G \cdot m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ​} ​ ​ ​

Slide 26 - Slide

Waar is de baansnelheid (van een planeet) niet van afhankelijk.

Afstand tot de zon

Massa van de zon

Massa van de planeet

Slide 27 - Quiz

Beweging aarde om zon

Dus de snelheid van de aarde kan uitgerekend worden met de formule:

Je kan natuurlijk ook de gegevens van een andere planeet invullen om de snelheid van die planeet te vinden.

v = \sqrt ​ \frac{​ G \cdot m ^{​ z o n ​ ​} ​ ​}{​ r ​} ​ ​ ​

v: Baansnelheid aarde (m/s)

G: Gravitatieconstante (Nm²/kg²)

m_zon: Massa zon (kg)

r: Afstand tussen zwaartepunten aarde - zon (m)

Slide 28 - Slide

Bereken de snelheid van de aarde om de zon.

Slide 29 - Open question

Beweging maan om aarde

Dit kan natuurlijk ook voor de maan om de aarde

r is nu de afstand tussen de zwaartepunten van de maan en de aarde.

G \cdot \frac{​ m ^{​ a a r d e ​ ​} \cdot m ^{​ m a a n ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​} = \frac{​ m ^{​ m a a n ​ ​} \cdot v ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ​}

F^{​ g ​ ​} = F^{​ m p z ​ ​}

v = \sqrt ​ \frac{​ G \cdot m ^{​ a a r d e ​ ​} ​ ​}{​ r ​} ​ ​ ​

Slide 30 - Slide

Satellieten

Dit kan je ook doen voor een satelliet die om de aarde draait.

Slide 31 - Slide

Satellieten

Slide 32 - Slide

Satellieten

Slide 33 - Slide

Waarom zijn er zoveel satellieten precies op
35786 km hoogte?

Slide 34 - Open question

Geostationaire satellieten

Geo = Aarde

Stationair = blijvend, stilstaand, niet veranderend

De satelliet lijkt stil te hangen boven één punt van de aarde.
De omlooptijd van de satelliet is precies 24 uur.

Slide 35 - Slide

Bereken de snelheid van een geostationaire satalliet. De hoogte boven de aarde is 35.786 km.

Slide 36 - Open question

Overzicht van de formules

Slide 37 - Slide

Hoe goed heb je deze les begrepen?

😒🙁😐🙂😃

Slide 38 - Poll

Waar heb je nog hulp bij nodig?
Zodat ik in de volgende lessen er extra aandacht aan kan gaan geven.

Slide 39 - Open question

H10.3 gravitatiekracht

Items in this lesson

Slide 1 - Slide

Slide 2 - Slide

Slide 3 - Slide

Slide 4 - Quiz

Slide 5 - Quiz

Slide 6 - Quiz

Slide 7 - Quiz

Slide 8 - Slide

Slide 9 - Slide

Slide 10 - Slide

Slide 11 - Slide

Slide 12 - Slide

Slide 13 - Video

Slide 14 - Slide

Slide 15 - Slide

Slide 16 - Slide

Slide 17 - Slide

Slide 18 - Slide

Slide 19 - Slide

Slide 20 - Slide

Slide 21 - Slide

Slide 22 - Slide

Slide 23 - Open question

Slide 24 - Slide

Slide 25 - Slide

Slide 26 - Slide

Slide 27 - Quiz

Slide 28 - Slide

Slide 29 - Open question

Slide 30 - Slide

Slide 31 - Slide

Slide 32 - Slide

Slide 33 - Slide

Slide 34 - Open question

Slide 35 - Slide

Slide 36 - Open question

Slide 37 - Slide

Slide 38 - Poll

Slide 39 - Open question

More lessons like this

H5.4 Toepassingen van de gravitatiekracht

H5.4 Toepassingen van de gravitatiekracht

les 15

Herhaling H5

Cirkelbeweging - Algemene gravitatiewet

Cirkelbeweging - Algemene gravitatiewet

Cirkelbeweging - Middelpuntzoekende kracht

Cirkelbeweging - Middelpuntzoekende kracht