Les 2 - 3A3

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

§2.2 Het atoom

Lesplanning:

1. Opstart Chernobyl
2. Uitleg §2.2 
3. Maken §2.2 opgave 11, 14, 15, 16 en 18
4. Herhaling arbeid & energie
5. Oefentoets arbeid & energie
6. Afsluiting: is de straling van mobiele telefoons schadelijk?

Volgende week eierproef meenemen

§2.2 Het atoom

Aan het einde van deze paragraaf ...

• weet je waaruit alle materie op aarde is opgebouwd;
• weet je welke deeltjes er vrijkomen bij de verschillende soorten radioactief verval;
• kan je rekenen met de halveringstijd.

Het atoom
protonen, neutronen en elektronen

Instabiele atomen

Alfa-verval

bèta-verval

gamma verval

De halveringstijd

Wat is de halveringstijd van deze stof?

1. 10 jaar
2. 14 jaar
3. 20 jaar
4. 27 jaar

De halveringstijd van instabiel Jodium is 8 dagen. Hoeveel procent is er na 16 dagen nog over?

1. 50%
2. 30%
3. 25%
4. 0%

Welke stof heeft de grootste halveringstijd?

1. A
2. B
3. C
4. D

Nikkel heeft een halveringstijd van 85 jaar. Stel dat je 1,6 gram nikkel hebt.
Hoe lang duurt het voordat je 0,2 gram nikkel-63 hebt?

1. 85 jaar
2. 255 jaar
3. 425 jaar
4. 510 jaar

2,0 gram thorium vervalt gedurende 72 dagen, waarna er nog maar 0,25 gram thorium over is.
Hoe groot is de halveringstijd van thorium?

1. 9 dagen
2. 12 dagen
3. 24 dagen
4. 36 dagen

Aan de slag

§2.2 opgave 11, 14, 15, 16 en 18

Herhaling 

arbeid en energie

3A1 eierproef uitleggen

Wet van behoud van energie

• Energie kan niet verdwijnen of gemaakt worden.
• Energie kan wel worden omgezet.

Rendement

Het rendement geeft aan hoeveel procent nuttig gebruikt wordt. 

Rendement

Energieverbruik

E=P⋅t

E(kWh)=P(kW)⋅t(h)

1 kWh = 3 600 000 J

E(J)=P(W)⋅t(s)

Formules

η=​P​tot​​​​P​nut​​​​⋅100

η=​E​tot​​​​E​nut​​​​⋅100

Een gloeilamp heeft een vermogen
van 50 W en staat 2 uur aan.
Het rendement van de lamp is 7,0 %
Bereken hoeveel Joule nuttige stralingsenergie ontstaat.

Tip

Bereken eerst de totale (opgenomen) energie met
E = P *t

Gegevens
P = 50 W = 0,05 kW

t = 2 h = 7200 s

rendement = 7,0%

E_nut = ?

E = P * t = 50 * 7200 

    E = 360 000 J

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

Gegevens

P = 50 W = 0,05 kW

t = 2 h = 7200 s

rendement = 7,0%

E_nut = ?

Etot = 360 000 J

η=​E​totaal​​​​E​nuttig​​​​⋅100

7=​360000​​E​nuttig​​​​⋅100

0,07=​360000​​E​nuttig​​​​

E​nuttig​​=0,07⋅360000

E​nuttig​​=25200J

Zwaarte-energie

%

E​z​​=m⋅g⋅h

E​z​​(J)=m(kg)⋅9,81⋅h(m)

Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden
9 meter omhoog. Bereken het nuttige vermogen van de lift.

1. 9 W
2. 1,2 kW
3. 125 W
4. 4,4 kW

Vraag

Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden 

9 meter omhoog. Bereken het nuttige vermogen van de lift levert. 

Oplossing

• Enut = Ez
• Ez = m * g * h
• Ez = 400 * 9,81 * 9 
• Ez = 35316 J
  
  
• P = E / t
• P = 35316 / 8 =4414,5 W 
• P = 4,4 kW

Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden 9 meter omhoog.
Bereken het totale vermogen van de lift.

Tip

Bereken eerst het nuttige vermogen zoals in de vorige opgave.

Gegevens
Een lift heeft een rendement van 28%. De lift heeft een massa van 400 kg en gaat in 8 seconden 9 meter omhoog. 

Bereken het vermogen van de lift.

Oplossing 2

• Nuttig vermogen:
    P=  4414,5 W 
  
  
  
  
• 28 = 4414,5 / P_tot * 100%
• 0,28 = 4414,5 / P_tot
• _Ptot = 4414,5 / 0,28 = 15766 W
• P = 16 kW

η=​P​totaal​​​​P​nuttig​​​​⋅100

Arbeid

De hoeveelheid energie die  een voorwerp krijgt door het met een kracht over een afstand te verplaatsen. 

W=F⋅s

Je fietst 10 m met een constante snelheid. Je spierkracht is 50 N. Je gewicht (zwaartekracht) is 600 N.

W​F​sp​​​​=50⋅10=500Nm

W​F​w​​​​=−50⋅10=−500Nm

W​F​z​​​​=600⋅0=0Nm

Puzzelspel - voorbeeldberekening

Een lift hijst een piano met een
massa van 230 kg in 5,1 seconde
6,2 meter omhoog. De lift heeft
0,0177 kWh verbruikt. 

• E_nut
   
• E_tot
   
• P_nut
   
• P_tot
   
•  η

Keuze:

• Individueel: Oefentoets in je boek
   
  
  
• Oefentoets in classroom

H4 pagina 142 vraag 1, 2, 3 en 6 t/m 11

H5 pagina 178 vraag 7, 8, 19, 20 

Keuze:

• Individueel: Oefentoets in je boek
   
  
  
• Drie- of viertallen: puzzelspel energie
  Alleen als je dit leerdoel al beheerst. 

H4 pagina 142 vraag 1, 2, 3 en 6 t/m 11

H5 pagina 178 vraag 7, 8, 19, 20 

Vastgelopen

Werk samen als een team. Werk samen de opdracht op het gele kaartje uit en zoek welke antwoorden (op de vijfhoeken) erbij horen.

Is de straling van mobiele telefoons gevaarlijk?

Ja.

Alleen wanneer je je telefoon langdurig dichtbij je hebt (in je broekzak, onder je kussen, ...)

Nee.

Is de straling van mobiele telefoons gevaarlijk?