Waterkracht

• Nask / Biologie
• Middelbare school
• vmbo k, g
• Leerjaar 4

Waterkracht

Leerdoelen

Je kunt uitleggen hoe een waterkrachtcentrale zwaarte-energie omzet in elektrische energie.

Je kunt berekeningen uitvoeren met zwaarte-energie, massa en hoogte.

Je kunt in berekeningen het verband tussen zwaarte-energie en bewegingsenergie toepassen.

Je kunt uitleggen op welke vier punten je energiebronnen met elkaar kunt vergelijken.

Je kunt voor- en nadelen noemen van de energiebronnen die in Nederland worden gebruikt.

Zwaarte energie (potentiële energie)

zwaarte-energie = massa × zwaartekracht per massa-eenheid × hoogte

Ez = m ∙ g ∙ h

Voorbeeld

Door een waterkrachtcentrale stroomt elke seconde 600 m3 water. Het hoogteverschil tussen het waterniveau voor en na de dam is 80 m.

Bereken hoeveel zwaarte-energie de centrale per seconde verbruikt. Zoek eerst de dichtheid van water op in Binas.

Voorbeeld

Door een waterkrachtcentrale stroomt elke seconde 600 m3 water. Het hoogteverschil tussen het waterniveau voor en na de dam is 80 m.

Bereken hoeveel zwaarte-energie de centrale per seconde verbruikt. Zoek eerst de dichtheid van water op in Binas.

ρ = 1,00 g/cm3 = 1000 kg/m3

Uitwerking

• V = 600 m3
  
• ρ = 1,00 g/cm3 = 1000 kg/m3
  
• h = 80 m
  
• g = 10 N/kg
• m = ρ ∙ V = 1000 × 600 = 6,0∙105 kg
• Formule : Ez = m ∙ g ∙ h
• 6,0∙105 × 10 × 80 = 4,8∙108 J = 480 MJ (480 miljoen Joule)

Zwaarte-energie en bewegingsenergie

bewegingsenergie

Ek=0,5 ∙ m ∙ v2

Zwaarte-energie

Ez=m ∙ g ∙ h

Zwaarte-energie en bewegingsenergie

0,5 ∙ m ∙ v2 = m ∙ g ∙ h

Zwaarte-energie en bewegingsenergie

0,5 ∙ m ∙ v2 = m ∙ g ∙ h

x2 

m ∙ v2 = 2 m ∙ g ∙ h

:m

v2 = 2 ∙ g ∙ h

v =  √ (2 ∙ g ∙ h)

Lieke schopt een voetbal recht omhoog (afbeelding 4). De bal bereikt een hoogte van 18 m.

Bereken de snelheid (in km/h) die Lieke de bal meegaf. Je mag de hoogte verwaarlozen die de bal op het moment van trappen al had.

Lieke schopt een voetbal recht omhoog (afbeelding ). 

De bal bereikt een hoogte van 18 m.

Bereken de snelheid (in km/h) die Lieke de bal meegaf. 

Je mag de hoogte verwaarlozen die de bal op het moment van trappen al had.

Lieke schopt een voetbal recht omhoog (afbeelding 4). De bal bereikt een hoogte van 18 m.

Bereken de snelheid (in km/h) die Lieke de bal meegaf. Je mag de hoogte verwaarlozen die de bal op het moment van trappen al had.

hoogte  (h) = 18 m.

Zwaarte kracht (g) = 10 N/kg

Bereken de snelheid (in km/h) 

Formule ?

Lieke schopt een voetbal recht omhoog (afbeelding 4). De bal bereikt een hoogte van 18 m.

Bereken de snelheid (in km/h) die Lieke de bal meegaf. Je mag de hoogte verwaarlozen die de bal op het moment van trappen al had.

hoogte  (h) = 18 m.

Zwaarte kracht (g) = 10 N/kg

Bereken de snelheid (in km/h) 

Formule 

0,5 ∙ m ∙ v2 = m ∙ g ∙ h × 2

m · v2 = 2 ∙ m · g ∙ h : m

v2 = 2 ∙ g ∙ h

v = √ (2 ∙ g ∙ h)

Lieke schopt een voetbal recht omhoog (afbeelding 4). De bal bereikt een hoogte van 18 m.

Bereken de snelheid (in km/h) die Lieke de bal meegaf. Je mag de hoogte verwaarlozen die de bal op het moment van trappen al had.

hoogte  (h) = 18 m.

Zwaarte kracht (g) = 10 N/kg

Bereken de snelheid (in km/h) 

Formule 

0,5 ∙ m ∙ v2 = m ∙ g ∙ h × 2

m · v2 = 2 ∙ m · g ∙ h : m

v2 = 2 ∙ g ∙ h = 2 ∙ 10 ∙ 18 = 360

v = √( 2 ∙ g ∙ h)

berekening

v= √ (2 ∙ 10 ∙ 18) = √360 = 19 m/s = 19 ∙ 3.6 = 

68 km/h

Energiebronnen vergelijken

• Hoeveel kost de energie die je uit de energiebron haalt
• Kan de energiebron op den duur uitgeput raken
• Is de energiebron altijd of alleen af en toe beschikbaar
• Wat zijn de gevolgen voor het milieu
• wat nog meer ?

Aan de slag 

Maak de opgaven van 

hoofdstuk 11 

paragraaf 4