Arbeid en energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Arbeid

Arbeid en Energie

Arbeid

Als je met een kracht een voorwerp verplaatst, 

verricht je arbeid. Daardoor verandert de energie van het voorwerp.

Leerdoelen

-Je kent de natuurkundige betekenis van het begrip 'Arbeid'.

-Je kunt werken met de formule van arbeid.

-Je kent de 2 eenheden van Arbeid.

-Je weet het verschil tussen negatieve en positieve arbeid.

-Arbeid bepalen uit (F,s)-diagram

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)
            

W=F⋅s

s

W

F

Arbeid

W=F⋅s=50⋅5=250 J

Arbeid = kracht x afstand

W = F x s

[F] = N

[s] = m

[W] = Nm = J

Arbeid berekenen

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 

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. 

Verplaatsing omhoog

Bij fitness gebruik je arbeid.

Bij een grotere hoogte h, verricht je meer arbeid.

W=F ⋅ s

W=m ⋅ g ⋅ s

W​z​​=m ⋅ g ⋅ h

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

Om Arbeid te minimaliseren wil je:

1. De kracht en afstand maximaliseren
2. De kracht minimaal, de afstand maximaal
3. De kracht en afstand minimaliseren
4. De kracht maximaal, de afstand minimaal

Wanneer wordt er geen arbeid verricht

1. Als F en s tegengesteld zijn
2. Als F en s dezelfde richting hebben
3. F en s loodrecht op elkaar staan
4. In elke situatie wordt arbeid verricht.

Als iets arbeid verricht dan moet er

1. een afstand worden afgelegd
2. een kracht zijn
3. een kracht zijn en een afstand worden afgelegd
4. een sterke kerel zijn

Wanneer verricht je meer arbeid?

1. Een boek optillen op de maan
2. Een boek optillen op aarde
3. Er is geen verschil

Wanneer verricht je meer arbeid?

1. Een lege verhuisdoos op 1 m hoogte houden
2. Een volle verhuisdoos op 1 m hoogte houden
3. Er is geen verschil

Wat is de eenheid van arbeid?

1. Joule (J)
2. Newton (N)
3. Newtonmeter (Nm)
4. Newtonseconde (Ns)

Zet de arbeid van de zwaartekracht van klein {meest negatief} (1) naar groot (8). 

1

2

3

4

5

6

7

8

arbeid uit een F,s diagram

hoe bepaal je de arbeid??

Let op dat F niet gelijk blijft 

tijdens het uitoefenen. 

 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.

Oppervlaktemethode

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

v=​t​​s​​→s=v⋅t

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

In welke situatie is de zwaarte energie het grootste?

1. plaatje a
2. plaatje b
3. plaatje c
4. plaatje d

De zwaarte energie wordt veroorzaakt door:

1. De hoogte
2. De zwaartekracht op aarde
3. De massa van het voorwerp
4. Alle drie de factoren hebben invloed op de zwaarte energie

De formule voor zwaarte energie is:

1. Ez = P x t
2. Ez = m x g
3. E = 1/2 x m x v^2
4. Ez = m x g x h

De formule voor kinetische energie is

1. m g h
2. ½ m v²
3. ½ C u²
4. F s

De kinetische energie van een voorwerp is...

1. recht evenredig met de snelheid
2. omgekeerd evenredig met de snelheid
3. evenredig met de wortel van de
4. evenredig met het kwadraat van de snelheid snelheid

Als een voorwerp niet stilstaat, bezit het altijd kinetische energie.

1. waar
2. niet waar

Beweging of Kinetische Energie

Welke energieomzetting is er?

Welke energieomzetting zorgt voor voortstuwing?

Wet van behoud van energie

• Energie kan niet verdwijnen.
• Energie kan wel worden omgezet.

Stel er valt kogel met luchtweerstand. Wat geldt volgens de wet van energie behoud?

1. Ek(beneden)=Ez(boven)
2. Ek(beneden) = Etotaal(boven)
3. W(luchtweerstand)= Ek(beneden) + Ez(boven)
4. W(luchtweerstand)= Ek(beneden) - Ez(boven)