§ 3.4 Energie - Waterkracht

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 3

3.4 Waterkracht

Lesdoel

De werking van een waterkrachtcentrale uitleggen.

Rekenen met Ez = m x g x h

Voorkennis

Waar heb je al eens gezien dat stromend water werd gebruikt om te gebruiken om energie op te wekken ?

1 Water stroomt door de pijp.

2 De turbine gaat draaien.

3 De generator wekt spanning op.

Zwaarte energie

E_{z =} m · g · h

E_z = zwaarte energie in Joule (J)

m = massa in kilogram (kg)

g = 10 N/kg 

h = hoogte in meter (m)

Voorbeeld met zwaarte-energie

Je tilt een hamer van 500 gram twee meter op. Bereken de toename van zwaarte-energie.

Uitwerking hamer

Geg; 

m = 0,5 kg

g = 10

h = 2m

Gevr: Ez

Opl

Ez = m x g x h

Ez = 0,5 x 10 x 2

Ez = 10 J

Controle van begrip

Een schooltas met een massa van 3,5 kg wordt anderhalve meter opgetild. Bereken hoeveel zwaarte energie deze schooltas heeft gekregen.

Probeer hem zelfstandig te maken. Je hebt 2 minuten de tijd.

Oplossing

Geg  m = 3,5 kg

g = 10 N/kg

h = 1,5 m

Gevr: Ez

Opl:

E​z​​=m⋅g⋅h

Ez=3.5⋅10⋅1.5

Ez=52,5J

Formule omschrijven

Ez = m x g x h

m = Ez/(gxh)

h = Ez/(m x g)

Nut van het lesdoel

Als je een stuwmeer ziet snap je wat er gebeurt.

Rekenen met de formule Ez levert veel punten op bij de toets.

Energie is overal......

Controle van begrip

Je tilt een telefoon van 200 gram op waardoor de zwaarte-energie met 20 Joule toeneemt. Berken de hoogte.

Geg: m = 200g

Ez = 20 J

g =  10 N/kg

Gevr: h

Opl; Ez = m x g x h

20 = 0,2 x 10 x h

20 = 2 x h

h = 20/2 = 10 m

Controle van begrip

In een stuwmeer valt 400 m3 water naar onder per seconde over een hoogte van 30 m. Bereken de zwaarte-energie die het water bezit.

Geg; m = 400.000 kg ( 1m3 = 1000 L = 1000 kg)

g = 10 N/kg

h = 30m

Gevr: Ez

Opl;

 Ez = m x g x h

Ez = 400.000 x 10 x 30

Ez = 120.000.000 = 120 MJ

Maak nu de oefentoets H3 energie M3 op youtube