zwaarte energie of potentiële energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, t
• Leerjaar 4

kader / mavo 4 natuurkunde

 zwaarte energie of potentiële energie

Goedendag, fijn dat jullie er zijn

• Telefoon omgekeerd op tafel
• Schrift om aantekeningen en vragen te maken op tafel 
• Pen, potlood, rekenmachine, geodriehoek op tafel
• Binas op tafel

Starter for ten, maak de vraag in je schrift.

(Herhaling)

Een auto van 1200 kg heeft een snelheid van 90 km/h.

1. reken om hoe groot de snelheid is in m/s
2. zoek op de formule van de bewegingsenergie.
3. bereken de bewegingsenergie

denken

Werk stil (geen overleg).

Noteer de vraag eerst en daarna het antwoord.

Denk goed na.

1. 90 km : 1 uur = 90000 m : 3600 s = 25 m/s
2. E_k = 0,5 x m x v²
3. E_k = 0,5 x 1200 x 25² = 375000 J

Doelen, wat gaan we doen.

• Wat is de grootheid energie.
• Wat is de zwaarte energie.

Energie

Energie is een natuurkundige grootheid, die aangeeft hoeveel "moeite" een natuurkundig proces kost.

Er zijn veel energie soorten, die allemaal naar elkaar overgebracht kunnen worden.

Dit noem je energie omzetting.

Hierbij gaat altijd energie verloren. 

De energie die niet verloren gaat noem je rendement.

Energie

De energie wordt aangegeven met de hoofdletter E.

Vaak wordt er achter deze E een kleine letter gezet om aan te geven welke energiesoort er bedoeld wordt.

Er zijn een paar energiesoorten welke een eigen symbool hebben, kijk hiervoor naar tabel 6 in je Binas.

De eenheid van de energie is de Joule, afgekort met de hoofdletter J (Binas tabel 6).

energie

E

Joule

J

Soorten energie die vaak gebruikt worden

De energie soorten die we bij natuurkunde vaak gebruiken zijn:

• zwaarte energie
• bewegingsenergie
• arbeid
• warmte
• elektrische energie
• chemische energie

Zwaarte energie

De zwaarte energie is de energie die het kost om een voorwerp omhoog te krijgen.

De hoeveelheid energie is afhankelijk van: 

1. de massa (m = aantal kiligram)
2. de valversnelling (g = 10 N/kg op aarde)
3. het hoogte verschil (h = aantal meter geklommen of gedaald)

Zoek op in je Binas.
Wat is de valversnelling op aarde?

Zoek op in je Binas.
Wat is het symbool voor de zwaarte energie

Zoek op in je Binas.
De formule om de zwaarte energie uit te rekenen

Rekenen met de zwaarte energie

Bedenk de volgende situatie.

Je moet één trap oplopen of je moet drie trappen oplopen.

• wat kost jou de meeste moeite?

Je moet een trap oplopen met lege handen of je moet een trap oplopen met een vreselijk zware kist (30 kg) met boeken.

• wat kost jou de meeste moeite?

De moeite die je moet doen om omhoog te lopen noemen we de zwaarte energie.

In welke situatie is de zwaarte energie het grootste?

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

In welke situatie is de zwaarte energie het grootste?

De veer of de steen kunnen op de grond of op (dezelfde) tafel liggen.

1. bij de veer, als deze op de grond ligt
2. bij de steen als deze op de grond ligt
3. bij de veer als deze op de tafel ligt
4. bij de steen als deze op de tafel ligt

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

Bij een berekening moet je een paar dingen voorbereiden.
Wat is het eerste wat je doet?

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bij een berekening moet je een paar dingen voorbereiden.
Wat moet je uitrekenen?

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bij een berekening moet je een paar dingen voorbereiden.
Wat noteer je in het eerste hokje?
Wat noteer je in het laatste hokje?

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

Noteer in je schrift de tabel en vul hokje 1 en 4 voor zover het kan in

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

Formule: E p = m x g x h
	Antwoord Ep = ......... J

Uit de tekst kun je gegevens halen.
Welke gegevens staan er in de tekst.

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Uit de tekst kun je gegevens halen.
De standaard eenheid voor de hoogte is meter.
Reken de hoogte om

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Uit de tekst kun je gegevens halen.
Op aarde heeft de valversnelling (g) een bepaalde waarde, deze staat in je Binas.
Zoek deze waarde op en noteer dit.

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

In hokje 2 noteer je de gegevens in de goede eenheid.

Vul nu hokje 2 goed in.

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

Formule: E p = m x g x h	gegevens: m = 80 kg g = 10 N/kg h = 1300 m
	Antwoord Ep = ......... J

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

In hokje 3 maak je de som door alle getallen op de juiste plaats in de formule te zetten.

Vul nu hokje 3 goed in.

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

Formule: E p = m x g x h	gegevens: m = 80 kg g = 10 N/kg h = 1300 m
som Ep = 80 x 10 x 1300	Antwoord Ep = ......... J

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

De som maak je door op je rekenmachine de berekening in te toetsen en je antwoord over te nemen in hokje 4. Soms kun je met kilo (k) = (1000) of mega (M) = (miljoen) het getal kleiner maken.

Vul nu hokje 4 goed in.

Berekenen van de zwaarte energie

Tom fiets een berg op. Het hoogte verschil is 1,3 km.

Tom (en zijn fiets) heeft een massa van 80 kg.

De berg is op aarde.

Bereken op een juiste manier de toename van de zwaarte energie van Tom (en zijn fiets).

Formule: E p = m x g x h	gegevens: m = 80 kg g = 10 N/kg h = 1300 m
som Ep = 80 x 10 x 1300	Antwoord Ep = 1 040 000 J of 1 040 kJ of 1,04 MJ

Ombouwen van de formule.

.

Het komt voor dat je de gegevens van de energie juist wel krijgt maar dat je de hoogte of de massa moet berekenen.

Hiervoor maak je gebruik van een rekendriehoek.

Noteer de rekendriehoek in je schrift en ga de formule hierin invullen.

Onder de streep in de driehoek komen de keersommen.

Ombouwen formule

...... x ...... x ......

Ombouwen formule

Dus: 

m   x   g   x   h

E_p

m=​g⋅h​​E​p​​​​​​​

h=​m⋅g​​E​p​​​​​​​

Oefeningen

Ga de vragen maken op het werkblad.