H2.1 Versnelling en kracht

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

H2 Paragraaf 1

Verband tussen versnelling en kracht

Na deze les kan je ...

... de tweede wet van Newton in eigen woorden uitleggen. 

... uitleggen van welke factoren de luchtweerstand afhankelijk is. 

... de formule voor luchtweerstand gebruiken in een berekening. 

Je bent aan het fietsen. Welke kracht zorgt ervoor dat je vooruit gaat?

Welke kracht(en) houden je tegen tijdens het fietsen?

Je wilt harder fietsen. Wat moet je doen? (Gebruik natuurkundige termen)

Om te versnellen is er ...... nodig.

1. resulterende kracht
2. luchtwrijving
3. rolwrijving
4. zwaartekracht

Aantekening

Om te versnellen heb je een resulterende kracht nodig.

Als je een constante snelheid hebt, is de versnelling 0 en de resulterende kracht dan ook 0.

F​res​​=m⋅a

Een fietser rijdt met een trapkracht van 55 N. Op gegeven moment is de wrijvingskracht 35 N.
Vanaf dat moment wil de fietser met een constante snelheid verder fietsen.
Hoe groot moet de trapkracht van de fietser dan zijn?

1. 20 N
2. 35 N
3. 0 N
4. Niet voldoende info gekregen

Wat zou jij doen om zo snel mogelijk over de finish te zijn?

De luchtwrijving

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

F_w,l = Luchtweerstandskracht (N)

c_w = Luchtwrijvingscoëfficiënt

ρ = De dichtheid van de lucht (kg/m³)

A = Frontale oppervlak van het voorwerp (m²)

v = Windsnelheid (m/s)

Bestudeer Binas tabel 28A

Welk voertuig heeft de laagste cw?

Welke fiets heeft de hoogste cw?

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)
in beide situaties?

1. De luchtweerstand in situatie 2 is groter dan in situatie 1.
2. De luchtweerstand in situatie 2 is kleiner dan in situatie 1.
3. De luchtweerstand is in beide situaties even groot.
4. Dat kun je niet zeggen, dat hangt af van de snelheid.

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)

in beide situaties?

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)

in beide situaties?

Zowel de A als v is anders in beide situaties

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)

in beide situaties?

Zowel de A als v is anders in beide situaties

Situatie 1: constante snelheid

Situatie 2: constante snelheid

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)

in beide situaties?

Zowel de A als v is anders in beide situaties

Situatie 1: constante snelheid

Situatie 2: constante snelheid

Constante snelheid --> a = 0 --> Fres = 0

Fres = Fz - Fw,l = 0

Fz = Fw,l

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)

in beide situaties?

Zowel de A als v is anders in beide situaties

Situatie 1: constante snelheid

Situatie 2: constante snelheid

Constante snelheid --> a = 0 --> Fres = 0

Fres = Fz - Fw,l = 0

Fz = Fw,l

De zwaartekracht in beide situaties verandert niet. De luchtweerstand dus ook niet. 

Dus Fw,l situatie 1 = Fw,l situatie 2

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

Een parachutist bereikt tijdens een val waarbij de parachute nog niet is geopend een contante snelheid van 220 km/h (situatie 1). Na het openen van de parachute wordt de snelheid uiteindelijk 18 km/h (situatie 2).

Wat kun je zeggen over de luchtweerstand op de parachutist (+parachute)

in beide situaties?

Zowel de A als v is anders in beide situaties

Situatie 1: constante snelheid

Situatie 2: constante snelheid

Constante snelheid --> a = 0 --> Fres = 0

Fres = Fz - Fw,l = 0

Fz = Fw,l

De zwaartekracht in beide situaties verandert niet. De luchtweerstand dus ook niet. 

Dus Fw,l situatie 1 = Fw,l situatie 2

In situatie 2 is de snelheid kleiner, maar de oppervlakte groter!

F​w,l​​=​2​​1​​⋅ρ⋅c​w​​⋅A⋅v​2​​

Oefenen

Maak opgave 2

Na deze les kan je ...

... de tweede wet van Newton in eigen woorden uitleggen. 

... uitleggen van welke factoren de luchtweerstand afhankelijk is. 

... de formule voor luchtweerstand gebruiken in een berekening. 

Hoe goed heb jij deze doelen behaald?

😒🙁😐🙂😃