Les 13.2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Les 13.2 - leerdoel 3

§3.4 Sterkte en vervormbaarheid van materialen

Lesplanning:

1. Uitleg elasticiteit en vervorming
2. opgave 46 en 48 maken
3. Toets bespreken
4. Cappuccinoproef bespreken
5. Evt. werken aan leerdoel 3

Les 13.2 - leerdoel 3

sterkte en vervormbaarheid van materialen

Aan het einde van deze les kan je...

• kan je uitleggen waarom het ene materiaal sterker is dan het andere materiaal;
• kan je de spanning, rek en elasticiteitsmodulus van een materiaal berekenen;
• kan je een spanning,rek-diagram aflezen. 

Wat bepaald de sterkte
van een materiaal?

Sterke materialen

De aantrekkende kracht tussen de atomen bepaald de sterkte van een materiaal.

Elasticiteit en vervorming

Plastische vervorming

Elastische vervorming

Plastische vervorming: de kracht tussen de atomen is niet sterk genoeg om het atoom naar zijn oude plaats terug te verplaatsen.

Wat als de bal van beton was? Waarom drukt beton minder ver in?

In beton neemt de afstotende kracht tussen deeltjes sneller toe bij afname van de afstand tussen de moleculen.

Relatieve rek

rek

e=​l​0​​​​Δl​​

Een elestiekje met een lengte van 10 cm wordt uitgerekt tot een lengte van 50 cm. Hoe groot is de relatieve rek?

1. 2
2. 3
3. 4
4. 5

Spanning en rek

σ(Pa)=​A(m​2​​)​​F(N)​​

rek

ϵ=​l​0​​​​Δl​​

spanning

Elasticiteitsmodulus

De spanning die nodig is om een materiaal 100% uit te rekken. 

Alleen bij elastische vervorming.

E(Pa)=​ϵ​​σ(Pa)​​

               spanning, rek

Aan de slag

Opgave 46 en 48

Toets bespreken

vraag 2, 6 klassikaal

Ondertussen toetsen uitdelen

Vraag 2

1pt   raaklijn tekenen op t = 0 s

1pt   A = ΔN/ Δt   met t in seconden

1pt   completeren
         antwoord tussen
         A = 4,5 * 10¹⁰ Bq  en 
         A = 6,2 * 10¹⁰ Bq
                        

Vraag 6

jood-131

m_tumor = 2,4 g = 0,0024 kg

A = 5,5 * 10⁹ Bq

E_tumor = 10% van E_tot

Vraag 4

1pt   bèta 
1pt   Grootste energie per  deeltje/foton.

1pt   Kleinste doordringend vermogen
        waardoor alle energie wordt afgegeven in
         de tumor.

Vraag 5

1pt per argument                1pt uitleg

mogelijke argumenten:

• kleinere t_1/2 waardoor je minder nodig hebt voor gelijke activiteit.
• kleinere t_1/2 waardoor je de patient minder lang belast
• geen bèta-straling zorgt voor een kleinere stralingsbelasting

Vraag 7

1pt    1,2 / 1100 = 1090,9 Bq/mL

1pt    gebruik A = A_0 * 0,5 ^(t/t_1/2)

1pt     correct gebruiken regels log

1pt     completeren
           correcte antwoord is 74 dagen

Poging 2: heel heet water,
als het geen stoom zou worden

Stel dat het water niet zou verdampen en je het warmer dan
100 ºC kan maken. Bereken hoe hoog de temperatuur van 5 gram heet water (geen stoom) moet zijn opdat de temperatuur van 50 gram ‘melk’ 65 ºC wordt.

Poging 3: stoom van 100 ºC

Vbegin =                      

Tbegin = 

V_eind = 

T_eind = ongeveer 65 ⁰C

Bij ongeveer 62 graden brander uitzetten en bij 65 slangetje uit de maatbeker halen.

Proef vorige les

Waarom heb je zo weinig stoom nodig?

Condensatiewarmte van water is 2256 J/g

Poging 3: stoom van 100 ºC

Bereken hoeveel gram stoom van 100 ºC er bij 50 g ‘melk’ van 5 ºC moeten voegen opdat de temperatuur van de ‘melk’ 65 ºC wordt. 

Aan de slag

met leerdoel 3

volgens de studiewijzer

Ondertussen toetsen uitdelen

  Spanning- 

  rekdiagram

Opgave 43b

Q_water = 501 600 J

P = 1,5 kW

Bereken hoe lang het minimaal duurt voordat het water kookt.

E = P * t

t = E / P = Q / P 

  = 501 600 / 1500 = 334,4 s

   = 5,6 min