Samenvatting H15 H16 4GT

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

 PTA H13, H15 en H16

H13 Geluid:

H15: Bewegingen

H16: Kracht en Beweging

Extra rekenopdrachten (volgende week)

PTA: H13, H15 + H16 Maandag 21 maart 2023

GT (H13, H15 en H16)

opg. 5. 244

Roy glijdt op een slee van een 20 meter hoge heuvel naar beneden. De massa van de slee en Roy samen is 72 kg.

a) Bereken de zwaarte-energie van Roy en de slee samen, als ze zich boven op de heuvel bevinden.

b) Bereken met welke snelheid Roy en de slee onderaan de heuvel. (Ez = Ek)

Gegevens:

• m = 72 kg  ;  h = 20 m

Gevraagd:

• Ez = ? J

Formule:

• Ez = m x g x h

Uitwerking:

• Ez = 72 x 10 x 20 = 14 400 J

Antwoord:

• De zwaarte-energie is 14,4 kJ

opg. 5. 244

Roy glijdt op een slee van een 20 meter hoge heuvel naar beneden. De massa van de slee en Roy samen is 72 kg.

a) Bereken de zwaarte-energie van Roy en de slee samen, als ze zich boven op de heuvel bevinden.

b) Bereken met welke snelheid Roy en de slee onderaan de heuvel. (Ez = Ek)

Gegevens:

• Ez  = 14 400 J  ;  Ez = Ek

Gevraagd:

• v = ? m/s

Formule:

• Ez = Ek
• Ez = 0,5 x m x v2

Uitwerking/antwoord

• 14 400 = 0,5 x 72  x v2
• 14 400  = 36 x v2
• v2 = 14 400 : 36 = 400
• v =  wortel van 400 = 20 m/s

H15 Bewegingen

stroboscopische foto

Foto's van bewegende voorwerpen met een flitslamp met vaste tussentijden => beweging wordt zichtbaar

Soorten bewegingen

afstand meten bij eenparig versnelling/vertaging

Snelheid neemt per seconde gelijkmatig toe. 

                                    s = v_gem x t

Wanneer je een versnelling of vertraging hebt, 

gebruik je eerst onderstaande formule om vgem te berekenen.

De gemiddelde snelheid tijdens de versnelling kun je berekenen met: 

                             v_gem = (v_b+ v_e) : 2

v​gem​​=​t​​s​​

Gemiddelde snelheid

Gemiddelde snelheid = afstand/tijd

Bereken de gemiddelde snelheid

• s = 850 m  ;  t = 300 s
• vgem = ? m/s
• vgem = s : t = 850 : 300 = 2,8 m/s

Hierbij is de beginsnelheid 0 m/s

Eenparig versneld / vertraagd  => Formule (binas 7)

Voorbeeld 

berekening versnelling

Mark verlaat de bebouwde kom en hij versnelt eenparig gedurende  4,0 seconden. 

De snelheid neemt in die tijd toe van 50,4 km/h naar 86,4 km/h. Bereken de versnelling.

Reken de begin- en eindsnelheid eerst om naar m/s!

Gegevens:

• v_e = 86,4 km/h = 24 m/s  
• v_b = 50,4 km/h = 14 m/s  
• t = 4,0 s

Gevraagd:

• a = ? m/s²

Formule:

• a = (v_e - v_b) / t

Uitwerking:

• a = (24 - 14) / 4 = 10 / 4 = 2,5 m/s²

Antwoord:

• De versnelling is 2,5 m/s²
  

Stopafstand

• Stopafstand = reactieafstand + remweg
• Stoptijd = reactietijd + remtijd

Veilige afstand tussen voertuigen?

• 2 seconden afstand regel!

LET OP: staat NIET in de binas

a) wat is de Reactietijd, Remtijd en Stoptijd?

• 0,7 s  ;  4,7 - 0,7 = 4,0 s  ;  4,7 s

b) Wat is de reactieafstand?

• v = 24 m/s  ;  t = 0,7 s
• s = v x t = 24 x 0,7 = 16,8 m 

c) Wat is de remafstand?

• vgem = (24 + 0)/2 = 12 m/s
• t = 4,0 s
• s = vgem x t = 12 x 4,0 = 48 m

d) Wat is de stopafstand?

• stopafstand = 16,8 + 48 = 64,8m

e) remafstand = ..... m

f) Stofafstand = .... m

Formules Binas 

H16 Kracht en beweging

Aandrijfkracht

De kracht waardoor een voertuig beweegt noem je de aandrijfkracht of   stuwkracht.

Tegenwerkende kracht

Is de kracht die waardoor een voertuig wordt tegengewerkt, hierdoor zal de snelheid afnemen, of zelfs 0 m/s zijn

Traagheid

Hoe meer massa een object heeft, des te groter de traagheid.

Traagheid geeft aan hoe makkelijk je iets kan versnellen of afremmen. 

      Kracht = massa x versnelling

F = m x a

Opgave 1: Optrekken en afremmen

Een Porsche trekt in 4,1 seconden op van 0 naar 100km/u. De totale massa van de auto is 2000kg.De beweging is eenparig versneld.

Gegevens: ve = 100 km/h = 27,78 m/s  ;  vb = 0 km/h  ;  a = 6,8 m/s2 ; m = 2000 kg

a)   Bereken de versnelling.

•    ∆v = ? m/s   ;   a = ? m/s2
•     a = ∆v : t = (27,78 - 0) : 4,1= 6,8 m/s2

b) Bereken de nettokracht die de Porsche laat versnellen.

•    F = ? N
  
•    F = m x a
  
•    F = 2000 x 6,8 = 13 550 N

                  

     

F=m⋅a

a=​t​​Δv​​

Veiligheidsmaatregelen 

• Kooiconstructie
• kreukelzone
• Veiligheidsgordels
• Airbags

Door de remweg te vergroten, worden de krachten verdeeld.

De kracht op je lichaam wordt dan kleiner.

Veiligheidsgordels, Airbags en Helm

• vergroten remweg

• groter oppervlakte => kleinere druk 

Kracht en arbeid

Arbeid: De inspanning die nodig is om een voorwerp een bepaalde afstand te verplaatsen

Kracht: is een grootheid dat een voorwerp van vorm of snelheid kan doen veranderen 

(F_z = m x g   of  F = m x a)

         W = F x s

Arbeid (work):      W [Nm]

Kracht (Force):    F [N]

Afstand (Space): s [m]

Zwaarte-energie

10

Bewegingsenergie

Een voorwerp wat beweegt heeft 

bewegingsenergie oftewel Kinetische energie

waarin:

           = kinetische energie in J

  m     = massa in kg

  v       = snelheid in m/s

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

E​kin​​

Wet van behoud van energie

Energie gaat nooit verloren. 

Het kan alleen omgezet worden in een andere vorm.

Zwaarte-energie op hoogste punt = bewegingsenergie laagste punt

m x g x h = 0,5 x m x v2

• Gevraagd:    v = ? m/s
• Formule:       Ez = Eb  => m x g x h = 0,5 x m x v2
• Uitwerking:    250 x 10 x 48 = 0,5 x 250 x v2
•                       120 000  =  125 x v2   =>  v2 = 120 000 : 125 = 960
•                     v =       960 = 31 m/s = 112 km/h

Zijn er nog vragen?

maken extra rekenopdrachten

(antwoorden in teams)