H12 - §12.5 Energie en botsen

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Welkom in de les

Vandaag:

• terug blikken op §12.4
• leerdoelen §12.5
• uitleg §12.5
• Maken opdrachten
• Afsluiten les 

 

§12.5 Energie en botsen

Pak je device erbij

Sleep het vt-diagram naar de juiste soort beweging. 

eenparig

vertraagd

versneld

Een auto rijdt weg bij een verkeerslicht.
Wat voor beweging is dit?

1. een eenparige beweging
2. een versnelde beweging
3. een vertraagde beweging

Je moet op de fiets afremmen, omdat de spoorbomen dichtgaan.
Wat voor beweging is dit?

1. een eenparige beweging
2. een versnelde beweging
3. een vertraagde beweging

Als de netto kracht op een voorwerp nul is, is ook de snelheid van dat voorwerp nul.

1. Juist
2. Onjuist

De versnelling is altijd in de richting van de netto kracht

1. Juist
2. Onjuist

Een auto rijdt 49 km/h als voor hem het verkeers-licht op rood springt. De bestuurder remt en staat in 2,2 s stil. Bereken de vertraging van de auto.

1. 22,3 m/s2
2. -6,2 m/s2
3. -22,3m/s2
4. 6,2 m/s2

Een auto rijdt 49 km/h als voor hem het verkeers-licht op rood springt. De bestuurder remt en staat in 2,2 s stil. Bereken de vertraging van de auto.

Leerdoelen §12.5

Je kunt:

• de arbeid uit kracht en afstand berekenen;
• aangeven hoe de bewegingsenergie door arbeid verandert;
• de wet van behoud van energie toepassen.

Je device gaat weer in de tas

Energie en botsen

Waar blijft de 

bewegingsenergie van de 

automobilist?

Arbeid en bewegingsenergie

Om de auto in beweging te krijgen, moet er een grote kracht uitgeoefend worden. 

De wagen krijgt dan snelheid 

en dus bewegingsenergie. 

De duwers verrichten arbeid.

Arbeid en bewegingsenergie

De kracht verplaatst zich over een bepaalde afstand. 

De hoeveelheid verrichte arbeid is groter bij een grotere kracht of een 

grotere afstand. 

In formule: 

W=F ⋅ s

Arbeid en bewegingsenergie

Er wordt alleen arbeid verricht bij:

- verandering van (bewegings)energie

- verplaatsing

W=F ⋅ s

even oefenen!

Bij het fietsen beweegt Klaas met 

een constante snelheid. 

De spierkracht die klaas levert is 600 N. 

Bereken de arbeid die klaas verricht als hij 1500 m fietst.

even oefenen!

G:    F_spier = 600 N,     s = 1500 m

G:    W = ? J

F:     W = F ^. s 

B:     W = F ^. s = 600 . 1500 = 900.000 J

A:      de verrichte arbeid is 900.000 J    =    (900kJ)

even oefenen!

Bij het afremmen voor een stoplicht beweegt

Klaas eenparig vertraagd. 

De bewegingsenergie van Klaas is 1850 J. 

Zijn remkracht is 200 N.

Bereken via arbeid de afstand van het remmen.

even oefenen!

G:    W = 1850 J,     Frem = 200 N

G:    s = ? m

F:     

B:     

A:      de afgelegde afstand is 9,25 m

s=​F​​W​​

W=F ⋅ s

s=​F​​W​​=​200​​1850​​=9,25

Arbeid bij botsen

Bij een botsing verandert de snelheid. De auto krijgt minder bewegingsenergie. Dit komt doordat er een kracht op de auto werkt. Deze kracht verricht dus arbeid.

Arbeid bij botsen

De verrichte arbeid is gelijk aan de verandering van bewegingsenergie.

​2​​1​​ ⋅ m ⋅ v​2​​=F ⋅ s

E​k​​=W

Even oefenen

Een auto (1965) heeft bij een snelheid van 100 km/h 

een bewegingsenergie van 460 kJ.

De kreukelzone van de auto is 12 cm.

a. Hoe groot is de arbeid tijdens de botsing.

b. Bereken de kracht (F) tijdens de botsing in kN.

Rond af op een heel getal. 

Even oefenen

a. De bewegingsenergie wordt volledig 

omgezet in arbeid.

De arbeid is dan ook 460 kJ.

Antwoord

G: W = 460 kJ = 460.000 J,     s = 12 cm = 0,12 m

G: F = ? N

F:

B:    

A: De gemiddelde kracht is 3.833 kN

W=F ⋅ s

F=​s​​W​​

F=​s​​W​​=​0,12​​460.000​​=3.833.333,33 N

Aan de slag!

• Lezen §12.5 uit je boek (vanaf blz. 134)
  

• Maken 117, 121, 124, 125,  131 en 133
    (vanaf blz. 137)

Aan de slag!

• Lezen §12.3 uit je boek (vanaf blz. 112)

• Maken 70, 72, 74, 77, 83, 90 en 93 (vanaf blz. 115)

• Lees §12.4 uit je boek (vanaf blz. 123)
• Maken 100, 102, 104, 106 en 110 (vanaf blz. 127)

• Lezen §12.5 uit je boek (vanaf blz. 134)
• Maken 117, 121, 124, 125, 131 en 133

       (vanaf blz. 137)

Energie en botsen

Waar blijft de 

bewegingsenergie van de 

automobilist?

Je kunt...

• de arbeid uit kracht en afstand berekenen;
  
• aangeven hoe de bewegingsenergie door arbeid verandert;
  
• de wet van behoud van energie toepassen.

Herhaling hoofdstuk 12

Leerdoelen hoofdstuk 12:

Je kunt:

• verschillende soorten bewegingen en hun diagrammen herkennen;
• aangeven welke factoren de reactieafstand beïnvloeden;
• aangeven welke factoren een rol spelen bij de lengte van de remweg;

• de stopafstand berekenen.
• de bewegingsenergie van een bewegend voorwerp berekenen;
• de zwaarte-energie van een voorwerp berekenen;
• de wet van behoud van energie toepassen.
• Je leert wat je in een voertuig merkt van een snelheidsverandering.
• Je leert welke veiligheidsmaatregelen je beschermen in de auto.
• Je leert hoe de veiligheidsmaatregelen de gevolgen van een botsing verminderen.
• de versnelling of vertraging van een beweging uitrekenen;
• de kracht uitrekenen die nodig is bij een versnelling of vertraging.

 eenparig versneld    -           eenparig         -      eenparig vertraagd

Reactieafstand berekenen

reactieafstand = snelheid ^. reactietijd

    

s =v ⋅ t

         Stopafstand

stopafstand = reactieafstand + remweg 

"De totale afgelegde afstand vanaf het moment van de prikkel tot het moment van stilstand."

Staat niet in de BINAS!

Stopafstand

stopafstand = reactieafstand + remweg 

"De totale afgelegde afstand vanaf het moment van de prikkel tot het moment van stilstand."

Bewegingsenergie

Bewegingsenergie is de energie die een voorwerp heeft als hij beweegt.

E​k​​=​2​​1​​ ⋅ m ⋅ v​2​​

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie is de energie die een voorwerp heeft als het hoogte heeft.

E​z​​=m ⋅ g ⋅ h

Beweging

Behoud van energie

Traagheid

Traagheid is de weerstand die een voorwerp heeft om van richting dan wel snelheid te veranderen.

Kooiconstructie

Veiligheidsgordels

groter oppervlakte; kleinere druk 

Airbags

groter oppervlakte; kleinere druk 

Helm

• Vervorming
    dus vergroten
    stopafstand
  
  
• Groter oppervlakte
    dus kleinere druk 

Versnelde beweging

• De snelheid neemt toe (wordt groter)
• De tussenruimte wordt groter
• De grafiek is een rechte lijn die schuin omhoog loopt.

Eenparige beweging

v-t

s-t

Versnelling

= de snelheidstoename per seconde

       

iedere seconde neemt de snelheid met 2 m/s toe.

2 ​s​​m​​ ⋅ ​s​​1​​ = 2 ​s​2​​​​m​​

Berekenen versnelling:

                                            a   = versnelling (m/s²) 

                                                  v_b = beginsnelheid (m/s) 

                                                v_e  = eindsnelheid (m/s)

                                               v  = snelheidsverschil

a=​t​​(v​e​​−v​b​​)​​

a=​t​​(Δv)​​

Δ

Vertraging

 - op dezelfde manier als versnelling

- negatieve waarde!

tenslotte is de eindsnelheid dan kleiner dan de beginsnelheid!

a=​t​​(v​e​​−v​b​​)​​

Kracht en beweging

Kracht nodig om een voorwerp in beweging te krijgen 

of af te remmen:

F =m ⋅ a

bij een versnelling : F = positief

bij een vertraging: F = negatief

Aan de slag!

• Maken: gemengde opgaven 2 t/m 9       (vanaf blz. 163)