§4 - Kracht en Arbeid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Paragraaf 4 Kracht en arbeid

Een goederentrein bestaat uit een elektrische locomotief met daarachter een lange rij wagons. Waar zou het energieverbruik van zo’n locomotief van afhangen?

Leerdoelen

16.4.1 Je kunt berekeningen uitvoeren met arbeid, kracht en afstand.

16.4.2 Je kunt uitleggen waarom 1 Nm arbeid op hetzelfde neerkomt als 1 J arbeid.

16.4.3 Je kunt berekeningen uitvoeren in situaties waarin de zwaarte-energie op het hoogste punt gelijk is aan de bewegingsenergie op het laagste punt.

Energie om te bewegen

chemische energie

elektrisch energie

zwaarte-energie

Arbeid

Arbeid = Inspanning die nodig is om een voorwerp een bepaalde afstand te verplaatsen.

- meer Arbeid = meer Energie

W = Arbeid (Nm)

F= kracht (N)

s = afstand (m)

W=F⋅s

Een voorwerp wordt over een afstand van 5 meter met een kracht van 8N verplaatst.
Bereken de arbeid die daarvoor nodig is.

Antwoord

Gegeven:                                          Oplossing:

F = 8 N

s = 5 m 

Gevraagd:

W (Nm) 

W=F⋅s

W=8⋅5=40Nm

Arbeid bereken ik met de formule:

Bewegingsenergie bereken ik met de formule:

Zwaarte-energie bereken ik met de formule:

Ez = m · g · h

Ek = ½ · m · v²

W = F · s

Een stoel met een massa van 5kg wordt met een constante snelheid verschoven. Hierbij is een kracht van 180N nodig.
Bereken de arbeid die nodig is om de stoel 2m te verschuiven

1. 50 J
2. 50Nm
3. 360Nm
4. 4500Nm

Antwoord

Gegeven:                                         Oplossing:

m = 5 kg

F = 180 N

s = 2 m

Gevraag:

W (Nm)

W=F⋅s

W=180⋅2=360Nm

Een baksteen 2,5kg ligt op een bouwsteiger op een hoogte van 3,2m.
Bereken de zwaarte-energie van de baksteen.

1. 80J
2. 25,6J
3. 20J
4. te weinig gegevens

Antwoord

Gegeven:                               Oplossing:

m = 2,5 kg

h = 3,2 m

Gevraag:

Ez (J)

E​z​​=m⋅g⋅h

E​z​​=2,5⋅10⋅3,2=80J

Huiswerk

Hoofdstuk 16 Paragraaf 4

Maken opdracht: 1 t/m 9 

BELANGRIJKE OPDRACHTEN: 1, 3, 5, 8, 9