Les 51.1 - leerdoel 3

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 6

Leerdoel 3

onzekerheidsrelatie van Heisenberg

Lesplanning

1. Onzekerheidsrelatie van Heisenberg
   
2. Werken aan leerdoel 3 
3. Voorbeeldberekening onzekerheidsrelatie van Heisenberg
4. Herhaling energie a.d.h.v. meerkeuzevragen

Onzekerheidsrelatie van Heisenberg

Onbepaaldheid Δ

• Breedte van de waarschijnlijkheidsverdeling van een grootheid.
• Veroorzaakt door golfeigenschappen.

Des te kleiner de onbepaaldheid in plaats,
des te groter de onbepaaldheid in impuls.

applet

p=​λ​​h​​

https://www.wetenschapsschool.nl/javascript/fourier_wavepacket.html 

Onzekerheidsrelatie van Heisenberg

Plaats en impuls zijn complementaire grootheden. Je kunt ze nooit beiden precies meten.

Δx onbepaaldheid in plaats

Δp onbepaaldheid in impuls

Complementaire grootheden zijn grootheden waarvan de gelijktijdige bepaling niet mogelijk is.

Delta staat voor onzekerheid.

complementaire: niet gelijktijdig te meten.

Leg met de onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg uit dat er meer buiging optreed bij een smallere spleet.

0

Bereken de onbepaaldheid in plaats.

Bron: wispeltube

Doordat h/4π  zo klein is kom je de onzekerheidsrelatie van Heisenberg 

niet tegen in het alledaagse leven.

Aan de slag

Werken aan leerdoel 3 - volgens de studiewijzer

Vandaag is het les 3 van de 3 waarin je werkt aan leerdoel 3.

4, 

Herhaling energie

Een sportwagen versnelt van 0 tot 30 mph in 1,5 s. Hoe lang doet deze auto erover om te versnellen van 0 tot 60 mph. Neem aan dat het nuttig vermogen van de motor niet afhankelijk is van de snelheid en verwaarloos de wrijving.

1. 2 s
2. 3 s
3. 4,5 s
4. 6 s

W —> Ek
Pnut * t = 1/2 m * v2   

v twee keer zo groot dus t vier keer zo groot want P en m zijn constant.

Een persoon staat op de rand van een klif. Hij gooit de ene bal recht omhoog en een andere bal recht omlaag met dezelfde beginsnelheid. Welke bal bereikt de grond met de grootste snelheid? Verwaarloos de luchtwrijving.

1. De bal die omhoog wordt gegooid.
2. De bal die omlaag wordt gegooid.
3. Ze bereiken de grond met dezelfde snelheid.

De bal die omhoog gegooid wordt; Ek —> Ez —> Ek dus als de bal weer op het punt is waar deze omhoog gegooid heeft, heeft de bal dezelfde snelheid als de bal die je naar beneden gooit.

Wanneer je de veer van een pijltjes pistool volledig indrukt en een pijltje recht omhoog afschiet bereikt het pijltje een hoogte van 24 m. Hoe hoog komt het pijltje wanneer je de veer maar voor de helft indrukt? Verwaarloos de wrijving en neem aan dat het een ideale veer is.

1. 24 m
2. 12 m
3. 6 m
4. 3 m

Eveer —> Ez 1/2*C*u2 = m*g*h u twee keer zo klein dus h is 4 keer zo klein.

Oefenopgave kracht, beweging en energie

Of verder werken 

aan leerdoel 3.

Eva trekt een blok met een massa van 5,0 kg voort aan een touw (hoek van 20 ⁰ met de horizontaal).  Het blok versnelt van 0,6 m/s naar 2,3 m/s. 
 

1. Bereken de arbeid die Eva heeft geleverd. De wrijving mag verwaarloosd worden.
    
2. Bereken de afstand die Eva heeft afgelegd gedurende de versnelling

m = 5,0 kg

hoek = 20 ⁰

v,begin = 0,6 m/s    v,eind = 2,3 m/s

Aan de slag

Werken aan leerdoel 3  

volgens de studiewijzer

4, 

Cirkelbewegingen

v=​T​​2πr​​

Cirkelbewegingen

F​mpz​​=​r​​m⋅v​2​​​​

F​g​​=G⋅​r​2​​​​m⋅M​​

Gravitatiekracht 

F​g​​=G⋅​r​2​​​​m⋅M​​

g=​r​​​​​G⋅m​​

gravitatieconstante volgt uit de formule voor de zwaartekracht

• De gravitatie-energie is gelijk aan de arbeid die de gravitatiekracht verricht tijdens het vallen naar het oppervlak van een hemellichaam.
• Het nulpunt van de gravitatie-energie is gekozen op een oneindig grote afstand van het hemellichaam.
• De gravitatie-energie is altijd negatief.    

E​g​​=−G⋅​r​​m⋅M​​

Gravitatie-energie

Leid de formule voor de
ontsnappingssnelheid af.

v=√​​R​​2⋅G⋅M​​​​​

E​g​​=−G⋅​r​​m⋅M​​

Oefenopgave ATV

of werk verder aan leerdoel 3 volgens de studiewijzer.