Hs 9.3 Energiesoorten en bij bewegingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Hs 9.3 Energiesoorten en bij bewegingen

leerdoelen

• De volgende begrippen moet je kunnen beschrijven: kinetische energie (Ekin), zwaarte-energie (Ez), potentiële energie, veerenergie, vrije val.
• de bijhorende formules kunnen toepassen.
• met "Ez, boven = Ek, beneden " berekeningen kunnen maken en beredeneren voor een vrije val.

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 wrijvingskracht. Als er een wrijvingskracht werkt ontstaat er warmte. 

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

E​wr​​=Q=F​w​​⋅s

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 Ezw=m•g•h

warmte Q=Fw•s

kinetische energie Ekin= 1/2•mv^2  

nuttige energie W=Fm•s of W=Fsp•s

Chemische energie Ech=Rv•V of Rm•m

Eens kijken of de formules kunt herinneren.

De formule voor zwaarte-energie is

1. m g h
2. ½ m v²
3. ½ C u²
4. F s

De formule voor kinetische energie is

1. m g h
2. ½ m v²
3. ½ C u²
4. F s

In de formule
W = F x s
staat de 'W' voor...

1. stopkracht
2. afstand
3. snelheid
4. arbeid

Wat is de eenheid van Arbeid

1. N
2. Nm
3. J
4. W

Je houdt een tas van 5,0 kg 50 cm boven de grond vast gedurende 2,0 s. Hoe groot is de arbeid die je verricht?

1. 98 J
2. 2,5 J
3. 2,5·10¹ J
4. 0 J

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 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.

​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 nog een keer over hebben?