H6 Arbeid

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

ARBEID

H6 natuurkunde

W = F x s

W = arbeid (Nm)

F = kracht (N)

s = afstand (m)

Let op: De kracht moet altijd in dezelfde richting werken als de

 afstand. 

Arbeid (W) is de inspanning die het kost om een kracht te leveren bij het verplaatsen van massa. Het is een vorm van energie.

Fz = 10 x m

Fz = zwaartekracht (N) 

10 = valversnelling op aarde (eigenlijk 9,81 m/s2)

m = massa (kg)

Door een kracht (F) kan arbeid verricht worden. 

Het kan een voorwerp van vorm of van snelheid veranderen. 
Er zijn veel verschillende soorten krachten. 

We hebben vaak de zwaartekracht nodig.  

1Nm = 1 J

Om iets van 100 gram ( = 0,1kg = 1N), een meter op te tillen (m) heb je 1 Joule aan energie nodig. 

De resultante kracht is

1. 60 N
2. 140 N
3. 100 N
4. 40 N

Noem een voorbeeld van een tegenwerkende kracht.

katrollen & hefbomen

Wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand. 

Bij een 2x zo grote kracht hoort een 2x zo kleine afstand. 

De arbeid blijft gelijk. 

Tekst

Kan een persoon met een
kracht van 51N dit blok
van 10kg optillen?

1. ja
2. nee

P = U x I 

(opgenomen vermogen)

P = vermogen in W

U = spanning in V

I = stroomsterkte in A

P = W / t

P = vermogen (W) 

W = arbeid (J of Nm)

t = tijd (s)

Een apparaat met een vermogen van 250 W levert 

elke seconde 250 J aan energie.  (1W = 1J/s)

Het vermogen (P) is de hoeveelheid energie (of arbeid) die per seconde wordt geleverd.

Rendement

n = P nut / P op * 100%

of 

n = E nut / E op * 100%

Een automotor heeft een rendement van 22%. Als de auto
500 m rijdt, dan verbruikt de motor een hoeveelheid benzine waarin 1,5 MJ aan chemische energie opgeslagen zit.
Bereken de motorkracht van de auto.

1. 3660 N
2. 0,366 kN
3. 6600N
4. 0,66 kN

Een automotor heeft een rendement van 22%. Als de auto

500 m rijdt, dan verbruikt de motor een hoeveelheid benzine waarin 1,5 MJ aan chemische energie opgeslagen zit.

Bereken de motorkracht van de auto.

s = 500m

E = 1,5MJ = 1500 kJ

100% = 1500 kJ en 22% = 330 kJ = 330000 J

W = F x s dus F = W / s

330 000 / 500 = 660 N = 0,66 kN

Met een vaste katrol hijs je een stoel omhoog.
De benodigde trekkracht is 150 N.
In 8,0 s stijgt de koelkast 3,0 m.
Bereken het (gemiddelde) hijsvermogen.

TREIN
Een speelgoed trein rijdt rondjes op een baan. Je meet wat de stroomsterkte en de spanning is. De spanning is 5,4 V en de stroomsterkte is 800 mA. Het rondje heeft een diameter van 1 meter en de trein weegt 200 gram. De trein legt het rondje af in 2,5 seconde.

Bereken het rendement van de elektrische trein.

Een speelgoed trein rijdt rondjes op een baan. Je meet wat de stroomsterkte en de spanning is. De spanning is 5,4 V en de stroomsterkte is 800 mA. Het rondje heeft een diameter van 1 meter en de trein weegt 200 gram. De trein legt het rondje af in 2,5 seconde.

Bereken het rendement van de elektrische trein.