H5 oefenopgaven

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H5 oefenopgaven

Werk de opgaven uit in je schrift!

Antwoord

E totaal op 24,5 m = E totaal op 19 m

Op 24,5 m bezit de kar alleen Ez (er is daar nog geen snelheid dus geen Ek)

Op 19 m bezit de kar Ek en ook Ez

Ez, (op 24,5 m) = Ek + Ez (op 19 m)

g x h = ½v^2 + g x h (let op: de massa is al weggedeeld)

9,81 x 24,5 = ½ x v^2 + 9,81 x 19

oplossen geeft v = 10,4 m/s (op 19 m hoogte)

Antwoorden

a. Voor de arbeid van Fz kijk je alleen naar het hoogteverschil.

     De afstand waarover Fz werkt = 0,10 m. W = F x s → W = Fz x h = 80 x 9,81 x 0,10 = 78,5 J

b1. Ez gaat tijdens de rit verloren aan warmteontwikkeling (Q). Bij wrijvingskracht ontstaat altijd 

      warmte. Deze warmte wordt afgestaan aan de omgeving.

b2. Fw verricht dus een (negatieve) arbeid van 78,5 J

        Fw werkt over een afstand van 10 m

        W = F x s → F = W/s = 78,5 / 10 = 7,85 N

Antwoorden

a. h = 1,2 m

b. Op h = 1,2 m heeft de kogel alleen Ez (nog geen snelheid dus nog geen Ek)

     Op h = 0 m heeft de kogel alleen Ek (h = 0 dus mgh = 0 dus geen Ez)

     De kogel treft de grond met Ek = 1 J (aflezen uit grafiek)

     Volgens de wet van behoud van energie moet dus gelden:

     Ez = 1 J → m x 9,81 x 1,2 = 1 → m = 0,085 kg

c. De grafiek van Ez is een rechte lijn van (0 , 0) naar (1,2 , 1).

     Voor elke hoogte geldt nu dat Ek + Ez = 1 J → dus Ek + Ez = constant

d. 1 - 0,8 = 0,2 J (aflezen langs de y-as)

Antwoorden

a. Er geldt W = F x s maar F is niet constant. F neemt toe van 0 N naar 50 N

     Manier I: Gebruik de gemiddelde F van 25 N. W = 25 x 0,03 = 0,75 J

     Manier II: Gebruik dat de arbeid gelijk is aan de oppervlakte onder de F,s-grafiek (of in dit        

                         geval de F,u-grafiek). Opp = W = ½ x 0,03 x 50 = 0,75 J 

b. Tijdens het wegschieten wordt de veerenergie omgezet in kinetische energie.

      Ek = 0,75 = ½ x 0,110 x v^2

      v = 3,7 m/s

Antwoorden

a. P = E/t = 30·10^3 / 60 = 500 W

b. 45 km/h = 12,5 m/s (gedeeld door 3,6)

     s = v x t = 12,5 x 60 = 750 m

c. Fw = 0,35 x 12,5^2 = 54,7 N

     over 750 m verricht Fw een (negatieve) arbeid van F x s = 54,7 x 750 = 41.025 J

     Dit is meer dan de 30.000 J die Thijs kan leveren dus dat gaat Thijs niet volhouden.