§ 12.5 Energie en botsen

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

§ 12.5 Energie en botsen

* voorkennis 12.3 en 12.4

* uitleg 12.5

* Volgende les online quiz 12.1 t/m 12.5 

12.3: Een helm helpt bij een botsing, want die

1. verkort de remweg
2. verdeelt de kracht over een groter oppervlak
3. centreert de kracht van op een bepaald punt
4. staat cool in de ambulance

12.3: een kreukelzone is veilig bij een botsing want die:

1. verlengt de remweg
2. vergroot de versnelling
3. zorgt voor een kleinere botsafstand
4. verdeelt de kracht over de airbag

12.4: Kim gaat harder rijden. Haar snelheid gaat in 7 seconden van 8 m/s naar 22 m/s. Wat is haar versnelling?

12.4 Bij een noodstop staat een auto (800 kg) met binnen 6 seconden stil met een vertraging
van -5,5 m/s2. Bereken de remkracht.

Bereken de bewegingsenergie van een auto (800 kg) bij 50 km/h

Uitleg 12.5 Energie en botsen

Arbeid en bewegingsenergie

Om de wagen met stenen in beweging te krijgen, moeten de werkers een grote kracht uitoefenen. De wagen krijgt dan snelheid en dus bewegingsenergie. De werkers verrichten arbeid.

Arbeid verrichten is het toevoeren of afvoeren van energie door middel van een kracht. 

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 x s

W     arbeid (J)

F      kracht (N)

s       afstand (m)

verrichte arbeid = verandering bewegingsenergie

W = F x s

Er wordt alleen arbeid verricht als er 

- verandering van (bewegings)energie is

- verplaatsing is 

De verrichte arbeid wordt groter als:

1. de snelheidsverandering kleiner is
2. de massa groter is
3. de afstand constant is
4. de tijd groter wordt

Je fietst van huis naar school. De afstand is 4000 m. De voorwaartse kracht door het trappen is 35 N.
Bereken de arbeid die je spieren verrichten tijdens de rit naar school.

Je probeert de bovenste steen van een hunebed weg te duwen. Je levert een kracht van maximaal 1200N tijdens 33 seconden. De steen verplaats natuurlijk niet.
Hoe groot is de arbeid?

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.

Voorbeeld: arbeid bij botsen

Een auto heeft een bewegingsenergie van 4800 000 J 

De auto kreukelzone deukt 120 cm in. 

a) Hoe groot is de arbeid tijdens de botsing? 

b) Hoe groot is de kracht tijdens de botsing?

Ebew = 480 000 J
Kreukelzone deukt 120 cm.
a) Hoe groot is de arbeid?

Ebew = 480 000 J
Kreukelzone deukt 120 cm.
b) Bereken de botskracht?

Aan de slag

Met de opgaven van 12.5

115 t/m 133

en de rest...

Je kunt nu: 

- De arbeid uit kracht en afstand berekenen.

- Aangeven hoe de bewegingsenergie door arbeid verandert.

- De wet van behoud van energie toepassen.