arbeid en zwaarte/bewegingsenergie

arbeid en zwaarte/bewegingsenergie

5.2 Kracht en Arbeid

Arbeid vertelt je hoeveel moeite je moet doen om een voorwerp te verplaatsen. 

Die "moeite" is een vorm van energie

De arbeid hangt af van:

1. De massa (m) van het voorwerp wat verplaatst wordt
2. De afstand (s) waarover een voorwerp verplaatst wordt

Arbeid

Als je spullen naar boven sjouwt, kost dat.....

MEER/MINDER moeite als het zwaarder is

MEER/MINDER moeite als ik hoger moet

Definitie arbeid

Arbeid (W) is in de natuurkunde een maat voor het werk dat gedaan wordt, of de inspanning die door een krachtbron geleverd wordt bij verplaatsing van een massa.

Je kunt arbeid zien als het omzetten van energie. Arbeid meten we dus in Joule (en in Nm)

Formule arbeid

een beweging door een kracht over een bepaalde afstand

W= Arbeid (J of Nm)

F= Kracht (N)

s= afstand (m)

Note:     1J = 1 Nm

W=F⋅s

Voorbeeld

Een auto rijdt 500 m. Tijdens het rijden oefent de motor een voortstuwende kracht van 1000 N uit. Bereken hoeveel arbeid de motor dan heeft geleverd.

F = 1000N    s= 500m 

W= Fxs

W= 1000N x 500m

W= 500000 J (Nm)
W= 500 kJ

https:

Hoeveel arbeid lever je als je een kist van 5 kg 2 meter optilt?

1. 10 Nm
2. 1000 Nm
3. 980 Nm
4. 98 Nm

Als je met een kracht iets verplaatst verricht je arbeid.

  Opm: arbeid werkt alleen in de richting van de kracht

•Let op:

    bij stilstaan of constante snelheid geldt
de netto kracht is 0 N.

    
Fvoortstuwend = Fwrijving ( Fnetto = 0 N)

  Dus Wvoorwaarts = W tegenwerkend

•Arbeid kleiner maken:

     Meer stroomlijn (kleinere Cw-waarde)

     Harde banden(wielen) op hard oppervlak
(rolweerstand)

     Oppervlakken smeren

5.3 Energie en sport

Mechanisch vermogen is
de arbeid die een sporter per seconde kan leveren.

Vergroten mechanisch vermogen door slimme technologieën

Sporters
verbruiken energie uit vetverbranding en koolhydraten. Eiwitten zorgen voor de spieraanmaak.

Oude eenheid:
de Calorie nogvaak gebruikt bij voedingsmiddelen

1 cal = 4,2 J

vermogen en arbeid

Het nuttig vermogen (mechanisch
vermogen) is de hoeveelheid arbeid in 1 seconde ofwel:       P = W /t

Laat men bv. een  elektromotor iets ophijsen, dan mag je

voor W
ook F x s invullen en krijg je:  P = (F x s) / t

waarbij F gelijk is aan de
zwaartekracht van het blok.

Heb je nu de snelheid gegeven
waarmee iets omhoog wordt gehesen dan kun je ook schrijven:  P = F x v (want v = s/t)

praktische toets

je krijgt een praktische toets als so cijfer: bestudeer hiervoor blz 285 (havo) en 319 (vwo).

5.4 Zwaarte-energie

Iets wat een hoogte heeft kan vallen.

Anders gezegd het heeft zwaarte-energie.

Deze energie kan je gebruiken om elektrische energie mee op te wekken.

Zwaarte-energie

De zwaarte-energie van een voorwerp op een bepaalde hoogte is gelijk aan de zwaartekracht op dat voorwerp x de hoogte.

Zwaarte energie

Ez=m⋅g⋅h

E_z = Zwaarte energie (J)
m = Massa (kg)
h = hoogte (m)
g = 9,8 m/s²

Bewegingsenergie

Wanneer het water in het stuwmeer naar beneden valt krijgt het water bewegingsenergie (=kinetische energie), vlak boven de gron dis de bewegingsenergie gelijk aan de zwaarte-energie.

De hoeveelheid bewegingsenergie hangt af van de massa en van de snelheid van het water.

Hoeveel zwaarte energie krijgt een appel van 102 gram wanneer je hem 1,00 meter optilt?

https: