5A les 9-2-2021 over 10.2 Cirkelbeweging en 10.3 Gravitatiekracht
Les 9 februari 2021: Cirkelbeweging en gravitatie-kracht
Bespreken HW 7, 8, 15, 17
Maken en bespreken opgave 18
Bespreken HW 22
Maken en bespreken opgave 24
10.3 Gravitatiekracht + voorbeeldopgave
1 / 34
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 5
This lesson contains 34 slides, with interactive quizzes and text slides.
Lesson duration is: 45 min
Items in this lesson
Les 9 februari 2021: Cirkelbeweging en gravitatie-kracht
Bespreken HW 7, 8, 15, 17
Maken en bespreken opgave 18
Bespreken HW 22
Maken en bespreken opgave 24
10.3 Gravitatiekracht + voorbeeldopgave
Slide 1 - Slide
Opgave 7a
De horizontale component van de spankracht van het touw werkt hier als middelpuntzoekende kracht.
Slide 2 - Slide
Opgave 7b
Als het touw breekt, beweegt de puck in een rechte lijn verder. De richting van de beweging is gelijk aan de richting van de raaklijn aan de cirkel op het punt van het wegvallen van de spankracht.
Slide 3 - Slide
Opgave 7c
één kracht op de puck in horizontale richting: de horizontale component van de spankracht = Fmpz.
--> richting van de snelheid verandert voortdurend
--> alleen grootte van de snelheid is constant
Slide 4 - Slide
Opgave 8a
De benodigde middelpuntzoekende kracht wordt groter als de draaisnelheid toeneemt (en als je op dezelfde afstand van de draai-as blijft zitten of liggen).
Slide 5 - Slide
Opgave 8b
Uit ervaring weet je dat de benodigde middelpuntzoekende kracht kleiner wordt als je meer naar het midden van de draaimolen gaat zitten. Redenering lastig:
Meer naar het midden
v kleiner --> Fmpz kleiner
r groter --> Fmpz groter
Met de formules voor v en Fmpz kan je het wel beredeneren
Slide 6 - Slide
Extra bij Opgave 8b
Slide 7 - Slide
Slide 8 - Slide
Slide 9 - Slide
17a en b
a) De grootste middelpuntzoekende kracht hoort bij de grootste snelheid in combinatie met de kleinste straal, dat is situatie B.
b) De kleinste middelpuntzoekende kracht hoort bij de kleinste snelheid in combinatie met de grootste straal, dat is situatie A.
Slide 10 - Slide
17c
Een afname van de straal heeft minder invloed dan een toename van de snelheid, want de snelheid staat in het kwadraat in de formule voor de middelpuntzoekende kracht.
De volgorde is A – E – D – C – F – B.
Slide 11 - Slide
Opgave 18a: Als de omlooptijd 2x zo groot wordt, wordt de grootte van de benodigde middelpuntzoekende kracht
A
2x zo groot
B
2x zo klein
C
4x zo groot
D
4x zo klein
Slide 12 - Quiz
Opgave 18b: Als je 2x zo ver van het midden gaat zitten, dan wordt de grootte van de benodigde middelpuntzoekende kracht
A
2x zo groot
B
2x zo klein
C
4x zo groot
D
4x zo klein
Slide 13 - Quiz
Uitleg 18b
2 × zo ver van het midden --> straal 2 × zo groot --> v wordt 2 × zo groot
Dus Fmpz wordt 2^2/2 = 2 × zo groot
Slide 14 - Slide
22a
In positie B staat alleen de normaalkracht van de baan op het autootje loodrecht op de cirkelbaan die het autootje beschrijft. Deze normaalkracht fungeert dus als middelpuntzoekende kracht.
Slide 15 - Slide
22b
In positie B zorgt de zwaartekracht ervoor dat de snelheid afneemt.
Slide 16 - Slide
22c
v groter --> benodigde Fmpz groter
hoogste punt: Fmpz = Fn + Fz
Fz is constant, dus Fn zal groter zijn als v groter is
Slide 17 - Slide
22d
Bij de minimale snelheid is dus Fn = 0 en
Slide 18 - Slide
22e
Om een volledige looping te maken moet het autootje bovenin niet loskomen, dus moet de snelheid bovenin minimaal 1,4 m/s zijn. Gebruik nu een energievergelijking om de snelheid onderin te berekenen (wrijving en ander energieverlies verwaarlozen we)
Slide 19 - Slide
22e
Slide 20 - Slide
Maak opgave 24a en lever hier de foto in
Slide 21 - Open question
Maak opgave 24b en lever hier de foto van je uitwerking in
Slide 22 - Open question
24a
Slide 23 - Slide
24b
Slide 24 - Slide
Middelpuntzoekende kracht in het heelal
gravitatiekracht = de kracht tussen twee massa's (m1 en m2 of tussenm en M) op afstand r van elkaar
gravitatiekracht is de middelpuntzoekende kracht
Slide 25 - Slide
Slide 26 - Slide
m (m1) draait rond M (m2 )
Fmpz = Fg
Slide 27 - Slide
m (m1) draait rond M (m2 )
Slide 28 - Slide
m (m1) draait rond M (m2 )
Slide 29 - Slide
Voorbeeldvraag
Het International Space Station (ISS) draait op 400 km hoogte rondjes om de aarde.
Daar gaat de volgende vraag over
Slide 30 - Slide
Bereken de snelheid die het ISS nodig heeft om in zijn baan om de aarde op 400 km hoogte te blijven
Slide 31 - Open question
ISS rond aarde
Slide 32 - Slide
ISS rond aarde
Slide 33 - Slide
Waar heb je nog vragen over? Wat moet je nog meer oefenen?