H7 Energie omzetten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Lesdoelen en Programma

• studiewijzer bekijken (hoeveel toetsen en PO's?)
• Herhaling/ Huiswerk bespreken   
• H7§3 Arbeid in andere vormen
• Hoe bepaal je arbeid als de uitgeoefende kracht niet gelijk blijft?
• veerenergie bepalen
• huiswerk volgende les (29, 30, 31, 32, 33, 34, 36)

Arbeid

Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:


waarin:
             = arbeid (J)
             = kracht (N)
             = afstand (m)
             = hoek tussen kracht en
                 bewegingsrichting (°)

W=F⋅s⋅cos(θ)

θ

s

W

F

Arbeid

Krachten die gebruikt worden voor de voortstuwing leveren positieve arbeid.

Krachten die gebruikt worden om af te remmen leveren negatieve arbeid.

De wrijvingskracht levert (als hij er is) altijd negatieve arbeid. Want de wrijvingskracht is altijd tegen de beweging in. 

arbeid uit een F,s diagram

hoe bepaal je de arbeid??

Let op dat F niet gelijk blijft 

tijdens het uitoefenen van F. 

Oppervlaktemethode 

Denk nog eens terug aan de oppervlaktemethode van Hoofdstuk Beweging. Daarbij kon je

v=​t​​s​​→s=v⋅t

 voorbeeld een uitgerekte veer 

Wat is de arbeid die een veer met dit (F,s)-diagram verricht tussen 3 en 5 meter?

Oppervlaktemethode:

W=1,3+4,0=5,3 J.

Arbeid als de kracht niet constant is: oppervlakte onder F,s-diagram bepalen

Oppervlaktemethode

Bekijk nu een de vorm van                  met                     , de formule voor arbeid. Uit deze logica kan je dus de arbeid met behulp van een (F,s)-diagram bepalen.  

Bekijk het diagram hiernaast eens van een object 

dat (uiteraard) een constante zwaartekracht heeft 

tussen 0 en 6 m. Wat is dan de arbeid die je moet 

verrichten als je het voorwerp van 2 naar 5 meter wilt 

brengen?

 

We vermenigvuldigen voor 

We moeten 9 J aan arbeid verrichten. 

s=v⋅t

W=F⋅s

W=F⋅s=3⋅3=9 J.

Oppervlaktemethode

Wat is de arbeid die een veer met dit (F,s)-diagram verricht tussen 3 en 5 meter?

W=1,3+4,0=5,3 J.

Veerkracht en veereneregie

• Veerconstante C =...  N/m
• 
  
• arbeid berekenen
• W=Fs=                                      ?   is dit een goede formule? waarom niet?
• W= Eveer=

F=Cu

Cu⋅u=Cu​2​​

E​veer​​=​2​​1​​Cu​2​​

Negatieve Arbeid

Tegenwerkende krachten leveren negatieve arbeid.

Wrijvingskracht werkt tegen de 

bewegingsrichting in.

Hier zetten we een min-teken 

voor 

Negatieve arbeid wordt omgezet in warmte 

energie omzetting van Ez in Ek

je laat per ongeluk een camera vallen vanaf een hoogte van 10 meter. Met welke snelheid valt de camera op de grond? geen last van wrijving. 

Ez=Ek

mgh=​2​​1​​mv​2​​

v=√​2gh​​​

opgave 30

opgave 30

opgave 30

opgave 31 arbeid van motor

opgave 32 erwtenpistool

opgave 32 c en d 

opgave 33a en b

opgave 33c 

opgave 34 

opgave 34 c

extra opgave zweefvliegtuig

Een dalend zweefvliegtuig is in figuur 1 op twee tijdstippen getekend. De massa van het vliegtuig inclusief piloot is 300 kg. Verder zijn de volgende gegevens bekend: h1 = 100 m, h2 = 50 m, v1 = 25 m/s. Verwaarloos de luchtwrijving.

a Bereken de snelheid van het vliegtuig in situatie 2.

In werkelijkheid is er natuurlijk wel luchtwrijving. Er wordt tijdens de vlucht van h1 naar h2 door de wrijving 0,10 MJ energie omgezet in warmte.

 b Bereken de snelheid van het vliegtuig in situatie 2, rekening houdend met deze wrijving.

extra opgave zweefvliegtuig a

Ez1+Ek1=Ez2+Ek2

mg100+​2​​1​​m25​2​​=mg50+​2​​1​​mv​2​​

v=40​s​​m​​

extra opgave zweefvliegtuig b

Ez1+Ek1=Ez2+Ek2+Q

v=31​s​​m​​

Mag je hier bij deze vergelijking de massa, "m " van beide kanten van de vergelijking doorhalen/delen?

extra opgave zweefvliegtuig

Het glijpad van h1 naar h2 heeft een lengte van 400 m.

 c Bereken de gemiddelde wrijvingskracht.

extra opgave zweefvliegtuig c

W=Q=warmte=Fw⋅s

Fw=0,1M​400​​J​​=250N=2,5⋅10​2​​N