§ 3.4 Rekenen met energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t, mavo, havo, vwo
• Leerjaar 4

lesdoelen

ik kan rekenen met:

elektrische energie

bewegings energie

zwaarte-energie

binas tabel 7 t/m 12

Zoek op en schrijf in je schrift, de formule voor het berekenen van ....

1. elektrische energie
2. vermogen (bij elektriciteit)
3. bewegings energie
4. zwaarte-energie

Wat is het symbool voor het vermogen?

Wat is het symbool voor energie?

Wat is het symbool voor spanning?

Wat is de eenheid van vermogen?

Wat is de eenheid van stroomsterkte?

Welke twee eenheden kan energie hebben?

Een lamp van 50 W brandt van 18.00 tot 21.30 uur. Bereken het energieverbruik.

P = 0,05 kW t = 3,5 h E = P x t

1. 0,175 kW
2. 0,175 h
3. 0,175 kWh
4. 0,175 hKw

formules

1

2

3

4

E=P⋅t

P=U⋅I

Ez=m⋅g⋅h

E​k​​=0,5⋅m⋅v​2​​

grootheid	symbool	eenheid
energie	E	Joule
vermogen	P	Watt of J/s
tijd	t	seconde
spanning	U	Volt
stroomstrerkte	I	Ampere
massa	m	kg
snelheid	v	m/s
hoogte	h	meter
sterkte zwaartekracht	g	10 N/kg

opdracht:

maak vragen 39a, 41a, 43a, 45b

Gebruik binas tabellen:

6, 7 en 12

 

nabespreken 41a

Bereken de hoeveelheid zwaarte-energie:

van een piano (185 kg) die door verhuizers naar de derde verdieping van een gebouw (op 7,2 m boven de grond) is gehesen.

nabespreken 43a

Bereken de hoeveelheid kinetische energie:

van een op afstand bestuurbare speelgoedauto met een massa van 1,6 kg en een snelheid van 3,0 m/s.

nabespreken 45b

De skilift wordt aangedreven door een elektromotor op een spanning van 400 V. De motor heeft een vermogen van 90 kW.

Bereken de stroomsterkte door de elektromotor.

opdracht:

Je gooit een bal met een massa van 150 gram omhoog in de lucht met een snelheid van 50 km/h. 

Bereken de bewegingsenergie in de bal. Schrijf de hele berekening op (antwoord ~15 J)

energie-omzetting

Als een voorwerp naar beneden valt dan wordt zwaarte-energie omgezet in bewegingsenergie.

Ez = Ek

m x g x h = 0,5 x m x v²

energie-omzetting

Darren Taylor heeft een massa van 90 kg en laat zich van 11 meter hoogte naar beneden vallen.

Bereken de zwaarte-energie die hij heeft voordat hij springt.

energie-omzetting

Hoeveel bewegingsenergie heeft hij als hij in het zwembadje terecht komt?

energie-omzetting

Bereken met welke snelheid hij het water van het zwembadje raakt. 

opdracht

maak vraag 47 a,b

nabespreken 47a

De schommel van de figuur beweegt, zonder dat er iemand op zit, met een snelheid van 3,0 m/s door de laagste stand.

Bereken tot welke hoogte de schommel stijgt als de plank een massa heeft van 1,0 kg.

nabespreken 47b

Bereken tot welke hoogte de schommel stijgt, maar nu als de plank een massa heeft van 2,0 kg.

opdracht

maak vraag 48 

nabespreken 48b

TekstEen chauffeur krijgt tijdens een afdaling in de bergen pech aan zijn remmen. Hij stuurt zijn vrachtwagen een vluchthelling op. Op dat moment rijdt de vrachtauto 108 km/h. Bereken de hoogte h die de vluchthelling moet hebben om de vrachtauto tot stilstand te brengen.

0

De kogel heeft een massa van 15 kg en het hoogste punt van de slinger beweging is 1,70 meter.

Welke snelheid heeft de kogel op het laagste punt tijdens het slingeren?

De formule voor zwaarte energie is:

1. Ez = P x t
2. Ez = m x g
3. Ez = U x I
4. Ez = m x g x h

5 kilo water valt van een hoogte van 7 meter naar beneden. Bereken de zwaarte-energie

1. 350 joule
2. 3500 joule
3. 35 watt
4. 350 watt

Een bungeejumper (80 kg) springt van een toren van 30 m hoogte. Wat is zijn zwaarte-energie bovenop de toren?

1. 0 J
2. 2400 J
3. 24000 J
4. dat kun je niet weten

Bewegingsenergie

Bewegingsenergie wordt ook kinetische energie genoemd. 

Bewegingsenergie heeft te maken met snelheid en massa. 

Bekijk de volgende afbeelding goed, zorg er voor dat je de grootheden en eenheden uit je hoofd kent. 

Wat bereken je met Ek

1. Zwaarte- energie
2. Kinetische energie
3. Vermogen
4. Warmte

Wat is de eenheid van bewegingsenergie?

1. Watt
2. Volt
3. E
4. Joule

Een auto heeft een snelheid van 10 m/s en een massa van 1500 kg.
Bereken de bewegingsenergie
(alleen getal invoeren)

Bereken de bewegingsenergie van een kogel met een massa van 40 gram en een snelheid van 100 m/s.
(alleen getal invoeren)

 0,5 x m x v² = m x g x h

Als een voorwerp omhoog gegooid wordt, dan wordt bewegingsenergie omgezet in zwaarte-energie

Een steen met een massa van 250 gram wordt met een snelheid van 20 m/s omhoog gegooid.
Bereken de bewegingsenergie van de steen.

Een steen met een massa van 250 gram wordt met een snelheid van 20 m/s omhoog gegooid.
Bereken hoe hoog de steen dan komt.

Wat is nu de eenheid van deze hoogte?

1. cm
2. dm
3. m
4. km

Een steen met een massa van 1,5 kg valt van 50 m hoogte naar beneden.
Met welke snelheid komt het op de grond terecht?

Welke eenheid heeft deze snelheid dan?

1. m/s
2. km/h
3. m
4. s

0

Eureka!

Het volgende filmpje mag je kijken, maar hoeft niet perse. Het is wel een heel simpele manier van kinetisch energie uitleggen. Je hebt alleen een behoorlijk engelse woordenschat nodig, er is namelijk geen ondertiteling (kan wel, maar dat is letterlijk vertaald en werkt vaak niet met natuurkundige termen...)

Aan de slag

Maak paragraaf 4 en kijk na.