H12 Energie en beweging

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Vandaag

je leert 

- wat arbeid is

-wat bewegings-energie is 

- Je leert wat zwaarte-energie is

- je leert hoe je bovenstaande kunt berekenen

Arbeid (Work)

Arbeid is de energie die het kost om over een afstand een kracht te leveren.

De eenheid voor arbeid is Newtonmeter (Nm) of/en

Joule (J)

W=F⋅s

Van kracht naar arbeid

• Arbeid is  de hoeveelheid energie die je aan een voorwerp geeft door het met een kracht over een afstand te verplaatsen. 
• Geen kracht? Geen arbeid.
• Geen verplaatsing? Geen arbeid

      

      W = arbeid (J)
       F = kracht (N)

       s = verplaatsing in richting van de kracht (m)

W=F⋅s

4.2 Arbeid

0

Zwaarte energie

              Zorg ervoor dat je m invult in kg!

                    g is 10 m/s² en E_z in Joule

Ez=m⋅g⋅h

0

bewegingsenergie

m is weer in kg en v in m/s!

E​k​​=0,5⋅m⋅v​2​​

voorbeeld

Hoeveel zwaarte energie krijgt een appel van 100 gram wanneer je hem  1,00 meter optilt?

Oplossing

de zwaarte-energie bedraagt 1,0 J

E​z​​=m⋅g⋅h

E​z​​=0,100⋅10⋅1,00

E​z​​=1,00J

Nu zelf proberen

Eva springt van een hoge duikplank af. De hoogte van deze duikplank is 4,0 meter. Haar massa bedraagt 55 kg.

Bereken met welke snelheid (in km/h) ze in het water komt.

Alle wrijvingskrachten mogen worden verwaarloost.

gegeven - ordenen

h = 4,0 m

m = 55 kg

g = 10 m/s^2   (want we bevinden ons op de aarde)

gevraagd en formule - plannen

Zwaarte energie wordt omgezet in bewegingsenergie.

Beginsituatie: 100% zwaarte energe en 0% bewegingsenergie

Eindsituatie: 0% zwaarte energe en 100% bewegingsenergie

uitwerking - uitvoeren

Ek = Ez

 0,5·m·v^2 = m·g·h        beide kanten delen door m

0,5·v^2 = 10 * 4               beide kanten vermeniguldigen met 2

v^2 = 80                            beide kanten worteltrekken

                                  = 8,944 m/s ==> · 3,6 = 32 km/h           

 

v=√80

Controle

Heb ik een formule opgeschreven?   ja

Heb ik alles in juiste eenheid staan?   ja

Is het antwoord logisch? 32 km/h is aan de hoge kant, maar dat komt omdat we wrijvingskrachten mochten verwaarlozen. Dus op zich geen gekke waarde.

Vandaag heb je geleerd

Wat zwaarte-energie is

Wat bewegings-energie is

Hoe je bovenstaande kunt berekenen

E​k​​=0.5⋅m⋅v​2​​

E​z​​=m⋅g⋅h

Vandaag

• Online uitwerkingen (Magister --> leermiddelen)
• Uitleg 12.4 (H12.3 morgen of zelfstandig), opdrachten 96 t/m 106
• Vragen over opdrachten

Lesdoelen:

• Je leert de verandering in de snelheid van een beweging berekenen.
  
• Je leert de kracht berekenen die nodig is voor een snelheidsverandering.

§11.2 Optrekken en afremmen

Een Porsche trekt in 4,1 seconden op van 0 naar 100km/u.

De totale massa van de auto is 2000kg.

De beweging is eenparig versneld.

a.   Bereken de versnelling.

      vb = 0 km/u                                         ∆v = 100 – 0 = 100 km/u = 28 m/s

      ve = 100 km/u                                      a = ∆𝑣/𝑡 = 28/4,1= 6,8m/s²

      t = 4,1s                    

§11.2 Optrekken en afremmen

Een Porsche trekt in 4,1 seconden op van 0 naar 100km/u.

De totale massa van de auto is 2000kg.

De beweging is eenparig versneld.

b.  Bereken de nettokracht die de Porsche laat versnellen.

     m = 2000 kg                                    F = m･a = 2000･ 6,8 = 13600N 

     a = ∆𝑣/𝑡 = 28/4,1= 6,8m/s² 

Eindsnelheid berekenen

Voorbeeld: Kijk via Online omgeving van Noordhoff

Een volgeladen vrachtwagen heeft een grotere traagheid dan een lege vrachtwagen.
Hoe merkt een chauffeur dat bij het afremmen?

1. moeilijker bestuurbaar
2. duurt langer om op snelheid te komen.
3. duurt langer om tot stilstand te komen
4. er is geen waarneembaar verschil

Wat betekent de min voor de versnelling?

1. een rekenfout; kan niet negatief zijn
2. heeft geen betekenis
3. het voorwerp versnelt
4. het voorwerp vertraagt

Een fietser remt in 2,5 seconden af van 18 naar 0 km/u.
De totale massa is 95kg.
De beweging is eenparig vertraagd.
Met welke formule bereken je de vertraging?

1. a = v/t
2. v = s/t
3. F = m ･a
4. E = m･a･h

Welke grootheid hoort bij versnelling?

1. v
2. s
3. a
4. q

Als een auto versneld van 0 tot 50 km/h in 10 sec, dan is de versnelling:

1. 50​s​2​​​​m​​
2. 1,4​s​2​​​​m​​
3. 18​s​2​​​​m​​

Bereken de versnelling als de beginsnelheid 10 m/s en de eindsnelheid 30 m/s is en de tijd die over de versnelling is gedaan is 20 s

1. 1 m/s2
2. 2 m/s2
3. 3 m/s2
4. 4 m/s2

Welke formules in Binas gaan o.a. over versnelling/vertragingen?
Binas tabel 7

1. 4, 5, 10, 11, 13 en 14
2. 1, 2, 3 en 8
3. 3, 4, 5, 8, 9 en 14
4. 3 en 8

De spaceshuttle heeft een versnelling van 4,8 m/s2. Hoe snel gaat de spaceshuttle na 5 sec?

1. 4,8 m/s
2. 19,4 m/s
3. 26 m/s
4. 24 m/s

Aan de slag

Maken H12.4 opdrachten 96 t/m 106

Klaar? 107 t/m 114

H12.1-H12.2 af hebben

Kan met oortjes werken. Alleen een playlist kiezen en daarna is de telefoon niet meer in gebruik/zichtbaar.