4.2 Arbeid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

4.2 Arbeid

• Opfrissen:  Resulterende kracht en grafieken
• Nieuw:  Arbeid
• Oefenen

Leerdoelen

Je kunt aan het einde van de les:

• uitleggen in welke situaties een kracht arbeid verricht;
  
• rekenen met W = F × s;
  
• uitleggen in welke situaties de arbeid positief of negatief is.

Deze grafiek hoort bij:

1. Een eenparige versnelling
2. Een constante snelheid
3. Een eenparige vertraging
4. Stilstand

Deze grafiek hoort bij:

1. Een eenparige versnelling
2. Een constante snelheid
3. Een eenparige vertraging
4. Stilstand

Deze grafiek hoort bij:

1. Een eenparige versnelling
2. Een constante snelheid
3. Een eenparige vertraging
4. Stilstand

Deze grafiek hoort bij:

1. Een eenparige versnelling
2. Een constante snelheid
3. Een eenparige vertraging
4. Stilstand

Deze grafiek hoort bij:

1. Een eenparige versnelling
2. Een constante snelheid
3. Een eenparige vertraging
4. Stilstand

Deze grafiek hoort bij:

1. Een eenparige versnelling
2. Een constante snelheid
3. Een eenparige vertraging
4. Stilstand

Fres<0

Fres>0

Fres=0

Arbeid

Arbeid

• Arbeid is  de hoeveelheid energie die je aan een voorwerp geeft door het met een kracht over een afstand te verplaatsen. 

• Geen kracht? Geen arbeid.
• Geen verplaatsing? Geen arbeid.
• Kracht loodrecht/haaks op verplaatsing? Geen arbeid.

Hoe ziet arbeid er hier uit?

Arbeid berekenen

W = F•s

W (Work, Engels voor arbeid) [J]       (Nm)

F (Force, Engels voor kracht) [N]

s (spatio, Latijn voor afstand) [m]

Weerstandskrachten

In de kerstvakantie begint het te vriezen dus Joachim besluit dat hij gaat schaatsen. De weerstandskracht op hem van het ijs is erg klein, slechts 30N. Hij maakt flink snelheid en glijdt verder door zonder kracht te zetten. Pas na 70 meter komt hij tot stilstand. Wat is de arbeid die het ijs op hem verricht?

Wat is de arbeid die het ijs op Joachim verricht?
F=30N; s=70m

Arbeid en bewegingsenergie

• Arbeid zorgt voor een snelheidsverandering

• Hoe groter de snelheid, hoe groter de bewegingsenergie
• Een negatieve arbeid (veroorzaakt door bijvoorbeeld een weerstandskracht) zorgt voor een negatieve snelheidsverandering en dus een afnemende hoeveelheid bewegingsenergie.

Variabele kracht

• Hoe verder een elastiek wordt uitgerekt (s), 

      hoe meer kracht (F) het elastiek uitoefent.

• De hoeveelheid kracht wordt direct beinvloed door iets anders (in dit geval de uitrekking) = Variable kracht
  

F,s grafiek

• W=F*s
• W= oppervlakte onder de F,s-grafiek

Oppervlakte driehoek = ½*b*h

W=½*0,4m*50N=10J

Je duwt een veer in, hoeveel arbeid heb je vericht bij de veer indrukken? 

Hoeveel arbeid heb je vericht?

Oplossing

W= oppervlakte onder de grafiek

W= ½*b*h

W=½*6m*4N = 12 J

Hoeveel arbeid heb je vericht bij het indrukken tussen 3m tot 5m? 

Hoeveel arbeid heb je vericht?
(Bij 5m hoort 3,4N)

Oplossing

W= oppervlakte onder de grafiek

Wpaars= h*b

Wpaars= 2*2=4 J

Wrood= ½*b*h

Wrood=½*2*1,4= 1,4 J

W=4+1,4=5,4J