8.3 Energievormen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 5

Welkom!

Energievormen

• Zwaarte-energie
  
• Veerenergie
• Warmte
• Elektrische energie
• Stralingsenergie
• Chemische energie
• Kinetische energie (bewegingsenergie)
  
  

Energievormen

• Zwaarte-energie
  
• Veerenergie
• Warmte
• Elektrische energie
• Stralingsenergie
• Chemische energie
• Kinetische energie (bewegingsenergie)
  
  

Zwaarte energie

Zwaarte-energie is wat de zwaartekracht als arbeid kan gaan verichten. Elke energievorm die arbeid kan gaan verichten heet ook wel potentiële energie. 

E​zw​​=m⋅g⋅h

Veerenergie

Warmte

Warmte is het resultaat van de arbeid door wrijvings-
kracht. Als er een wrijvingskracht werkt ontstaat er
warmte, Q: 

Ook bij een chemische reactie (verbranding) en bij
een verandering van gasdruk (fietspomp) kan
warmte vrijkomen.

E​wr​​=Q=F​w​​⋅s

Electrisch

P is het electrisch vermogen in W.

W = J / s
Staat op het apparaat.

Ook makkelijk uit te rekenen door 

Straling

Chemische energie

Chemische energie is dus de energie die in brandstoffen zit en dat vrijkomt bij verbranding. Zie BINAS 28 B.

Voor vloeistoffen en gassen:

Voor vaste stoffen:

r is de stookwaarde per volume of massa...

E​ch​​=r​v​​⋅V

E​ch​​=r​m​​⋅m

Kinetische energie

Er kan ook energie in beweging zitten. Deze kan dan ook 'arbeid' leveren. 

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

Nuttige energie

Als energie in brandstoffen zit, bijvoorbeeld benzine of eten, dan kan die chemische energie die daar in zit nooit volledig gebruikt worden. 

E​nuttig​​=η⋅E​chem​​=F​motor​​⋅s

Overzicht

Zwaarte energie:        E_zw = m • g • h

Warmte:                     Q = F_w • s

Kinetische energie:    E_kin = 1/2 • m v²  

Nuttige energie:         W = F_m • s of  W = F_sp • s

Chemische energie:   E_ch = r_v • V  of   Ech = r_m• m

Welke energie bereken je met onderstaande functie:

r​v​​⋅V

1. zwaarte energie
2. Warmte
3. Kinetische energie
4. Chemische energie

Welke energie bereken je met onderstaande functie:

m⋅g⋅h

1. zwaarte energie
2. Warmte
3. Kinetische energie
4. Chemische energie

Welke energie ontstaat er als er wrijvingskrachten mee doen?

1. zwaarte energie
2. Warmte
3. Kinetische energie
4. Chemische energie

Voorbeeld

Energievormen kunnen dus uitgewisseld worden.  Zo krijgt iets als iets valt (zwaartekracht oefent positieve arbeid uit) uiteindelijk snelheid (kinetische energie).

Voorbeeld

Of andersom:

Als iets omhoog gegooid wordt (zwaartkracht vericht negatieve arbeid) verliest iets snelheid (kinetische energie).

Voorbeeld

Of andersom:

Als iets omhoog gegooid wordt (zwaartkracht vericht negatieve arbeid) verliest iets snelheid (kinetische energie).

Maar het krijgt dan weer potentiele energie. Omdat de hoogte toeneemt kan het weer steeds verder naar beneden vallen.

Voorbeeld

Een steentje (100 g) valt wrijvingsloos naar 30 m beneden. 

Bereken met welke snelheid hij de grond raakt. 

Voorbeeld

Een steentje (100 g) valt wrijvings naar 30 m beneden. 

Bereken met welke snelheid hij de grond raakt. 

Zwaarte energie wordt omgezet in kinetische energie.

Voorbeeld

Een steentje (100 g) valt wrijvings naar 30 m beneden. 

Bereken met welke snelheid hij de grond raakt. 

Zwaarte energie wordt omgezet in kinetische energie.

Ezw=Ekin

Voorbeeld

Een steentje (100 g) valt wrijvingsloos naar 30 m beneden. 

Bereken met welke snelheid hij de grond raakt. 

Zwaarte energie wordt omgezet in kinetische energie.

Ezw=Ekin

mgh=​2​​1​​mv​2​​

Voorbeeld

Een steentje (100 g) valt wrijvingsloos naar 30 m beneden. 

Bereken met welke snelheid hij de grond raakt. 

Zwaarte energie wordt omgezet in kinetische energie.

Ezw=Ekin

mgh=​2​​1​​mv​2​​

v=√​2gh​​​=√​2⋅9,81⋅30​​​=24ms​−1​​

Voorbeeld 2

Een balletje (40 g) rolt horizontaal met een beginsnelheid van 12 m/s. De wrijvingskracht is 0,48 N.

Bereken na hoeveel m het balletje stil ligt.

Voorbeeld 2

Een balletje (40 g) rolt horizontaal met een beginsnelheid van 12 m/s. De wrijvingskracht is 0,48 N.

Bereken na hoeveel m het balletje stil ligt.

De wrijvingskracht zorgt ervoor dat het balletje steeds minder hard rolt tot het stil ligt. De wrijvingskracht heeft dan evenveel arbeid vericht als er kinetische energie was.

Voorbeeld 2

Een balletje (40 g) rolt horizontaal met een beginsnelheid van 12 m/s. De wrijvingskracht is 0,48 N.

Bereken na hoeveel m het balletje stil ligt.

E​kin​​=Q

Voorbeeld 2

Een balletje (40 g) rolt horizontaal met een beginsnelheid van 12 m/s. De wrijvingskracht is 0,48 N.

Bereken na hoeveel m het balletje stil ligt.

​2​​1​​⋅m⋅v​2​​=F​w​​⋅s

s=​F​​(​2​​1​​⋅m⋅v​2​​)​​=​0,48​​(0,5⋅0,04⋅12​2​​)​​=6,0m

Wat is nog niet (helemaal) duidelijk van de afgelopen les en wil je het graag herhalen?