Herhaling en oefening

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Goedemiddag!

Vandaag gaan we herhalen en oefenen!

Laat je IPad nog in je tas en pak je boeken en schrift erbij.

Programma van deze les

1. Herhaling van de lesstof 
2. Maken opdrachten/ nakijken opdrachten/extra oefenen

Mededeling

Paragraaf 4.3 over arbeid wordt niet getoetst!

Deze hoef je dus ook niet te leren en ook niet te oefenen.

Scheelt weer!

Herhaling van de lesstof

Wil je uitleg en oefening? Kom voor in de klas zitten.

Niet nodig? 

Ga achterin de klas zitten. Ga aan de slag met oefenen aan de hand van je checklist. Vink af wat je al hebt gedaan en wat je al kent. Je kunt ook de oefentoets maken of oefenen met de rekentrainers of test jezelf en flitskaarten online.

Wat weet je nog van: krachten tekenen?

Krachten tekenen

Hiervoor gebruik je pijlen en een krachtenschaal. 

Bijvoorbeeld: 1 cm=3N

Een kracht heeft een grootte, een aangrijppunt en een richting. Grootheden met deze eigenschappen noem je vectoren.

In figuur 11 is de kracht getekend die Steven met zijn hand op de muur uitoefent. De pijl heeft een lengte van 2,3 cm.

a. Welke krachtenschaal heeft de tekenaar gebruikt als de kracht op de muur 46 N is?

b. Welke krachtenschaal heeft de tekenaar gebruikt als de kracht op de muur 69 N is?

Het aangrijppunt en de richting van een kracht.

Het zwaartepunt (symbool: Z): het punt in een  

voorwerp waarin de zwaartekracht aangrijpt. 

Meestal in het midden van een voorwerp.

Het aangrijppunt bij andere 

krachten is vaak te beredeneren 

vanuit een verhaal of plaatje.

Een doos steekt een eind buiten de tafel uit (figuur 13). Toch valt de doos niet van de tafel.

a. Geef in de figuur met rood aan wat het steunvlak van de doos is.

b. Kleur in de figuur het deel van de doos waar zich het zwaartepunt bevindt, blauw.

c. Hoe zou je ervoor kunnen zorgen dat het zwaartepunt zich in dit deel van de doos bevindt?

Wat weet je nog van: veerkracht?

Veerconstante

De veerconstante geeft aan hoever een veer uitrekt wanneer er een bepaalde kracht aan trekt. Dus: hoe stug of soepel een veer is. 

C = veerconstante in newton per meter (N/m)

F = kracht die aan de veer trekt in newton (N)

u = uitrekking van de veer in meter (m)

(vaak wordt de veerconstante ook aangegeven in N/cm, omdat dit vaak praktischer is bij het noteren van de waardes.)

C=​u​​F​​

Ellen doet een proef met een spiraalveer 

(C = 0,35 N/cm). Eerst meet ze de lengte van de veer als er niets aan hangt: 22 cm. Daarna hangt ze een blokje van 250 g aan de veer.

Bereken hoe groot de lengte van de veer nu wordt. Schrijf de hele berekening overzichtelijk op.

Stap 1: Gevraagd en gegeven.                  Moet je eenheden nog                  aanpassen?

Stap 2: Welke formule(s)? Moet                 je ze omzetten?

Stap 3: Berekenen. Denk aan                    eenheid achter je                            antwoord!

Wat weet je nog van: meerdere krachten op 1 voorwerp?

Krachten in 1 lijn

Van krachten die in 1 lijn liggen kun je de resultante bepalen door de krachten op te tellen. 

Hou daarbij rekening met de richting die de krachten hebben.

Krachten samenstellen met de parallellogrammethode

Bij twee krachten die in verschillende richtingen werken kun je de resultante bepalen met de paralellogrammethode.

Hiervoor heb je een geodriehoek nodig.

Wat is de resultante (F_res)?

Verandering van beweging en richting van de resultante van de krachten (F_res)

F_res = 0N

In figuur 16 is getekend hoe de sleepboten A en B een vrachtboot vooruit trekken. Elke sleepboot oefent op de vrachtboot een kracht uit van 600 kN.

a. Teken deze krachten in figuur 16. Bedenk zelf een krachtenschaal.

b. Teken de resultante van deze twee krachten.

c. Bepaal de grootte van de resultante.

Wat weet je nog over: weerstandskrachten?

3 weerstandskrachten

Schuifweerstand        Rolweerstand          Luchtweerstand

Een skydiver springt uit een vliegtuig. In figuur 10 zie je twee momentopnamen van zijn sprong. In beide situaties valt de skydiver met een constante snelheid.

Wat kun je zeggen als je de twee situaties met elkaar vergelijkt:

a. over de grootte van de resultante?

b. over de grootte van de snelheid?

c. over de grootte van de luchtweerstandskracht?

Wat weet je nog van: x,t- en v,t- diagrammen?

Eenparige beweging in een (x,t)-diagram

Eenparige beweging in een (v,t) diagram

Eenparige versnelling in een (x,t)-diagram

Eenparige versnelling in een (v,t) diagram

Versnelling berekenen

a= versnelling in m/s²

v = veind - vbegin (verandering van snelheid) in m/s

t = teind - tbegin (verandering van tijd) in s

a=​Δt​​Δv​​

Een auto rijdt met een snelheid van 63 km/h. De automobilist geeft meer gas, waardoor zijn snelheid in 5,0 s toeneemt tot 90 km/h.

a. Bereken de versnelling van de auto in m/s2.

b. Bepaal de afstand die de auto tijdens de beweging aflegt. Schets daarvoor eerst het (v,t)-diagram in figuur 14.

c. Bepaal hoe groot de eindsnelheid geworden zou zijn, als de auto niet 5,0 s maar 6,0 s was blijven versnellen. Geef je antwoord in km/h.

In figuur 16 zie je het (x,t)-diagram van een sprinter in een hardloopwedstrijd. Op tijdstip t = 0 klinkt het startschot.

a. Leg uit waarom de grafiek na t = 0 eerst even horizontaal loopt.

b. Leg uit of de gemiddelde snelheid in deel B groter of kleiner is dan de gemiddelde snelheid in deel C, of precies even groot.

Als de sprinter in beweging komt, heeft hij de eerste 2,0 s een constante versnelling van 4,0 m/s2.

c. Bereken zijn snelheid na die 2,0 s

Massa is traag

Of: Zolang er geen resulterende kracht (resultante) op werkt staat een massa stil of blijft bewegen met constante snelheid in een rechte lijn.

1e wet van Newton

In veel trams hangen lussen. Passagiers kunnen zich aan zo’n lus vasthouden. Zolang de tram stilstaat, hangt de lus verticaal naar beneden. Bij een tram in beweging is dat niet altijd zo. Je ziet dat de lus een hoek maakt met de verticaal (figuur 7). 

Geef voor de situatie van deze figuur aan welk soort beweging de tram uitvoert.

0 De tram rijdt met constante snelheid vooruit

0 De tram rijdt met constante snelheid achteruit

0 De tram remt

0 De tram trekt op

Tweede wet van Newton

F= de kracht in Newton (N)

m= de massa in kilogram (kg)

a= de versnelling in meters per seconde kwadraat (m/s²)

Ofwel: 1 Newton is de kracht die nodig is om 1 kg een versnelling te geven van 1 m/s² .

F=m⋅a

De Airbus A380-800 is het grootste passagiersvliegtuig ter wereld. De motoren leveren bij de start een stuwkracht van 1,2∙106 N. De massa (inclusief brandstof en lading) is 5,6∙105 kg.

a. Bereken de versnelling gedurende de eerste seconden van de start. Verwaarloos de weerstandskrachten.

b. Toon aan dat de snelheid van de Airbus na 3 s gelijk is aan 6,4 m/s (23 km/h).

c. Teken in figuur 8 het (v,t)-diagram van de beweging van de Airbus tijdens de eerste drie seconden.

d. Bepaal de afstand die de Airbus aflegt in de eerste drie seconden.

Arbeid

De energie uit benzine in een auto kan maar voor een deel worden gebruikt om de auto te verplaatsen.

Dit is het nuttige deel van de gebruikte energie: Arbeid

In figuur 8 zie je hoe een schip wordt voortgetrokken tijdens een tocht voor oude vrachtschepen. Om het schip met een constante snelheid van 2,5 km/h door het kanaal te trekken, moeten de mannen samen een trekkracht uitoefenen van 700 N. Het kanaal waar ze het schip doorheen trekken, is 5,5 km lang.

a. Welke kracht werkt hier vooral de beweging tegen?

b. Hoe groot zijn alle tegenwerkende krachten bij elkaar?

c. Hoe groot is de arbeid die de mannen 

verrichten?

Arbeid

Hoeveel arbeid er wordt verricht hangt af van de afstand en van de geleverde kracht.

W= arbeid die de kracht verricht in Nm

F= de kracht op het bewegende voorwerp in N

s= de afgelegde weg in m

W=F⋅s

Significante cijfers: afronden

Significantie zegt iets over de nauwkeurigheid van een getal. Nullen vooraan een getal tellen niet mee voor het aantal significante cijfers, maar nullen in het midden of achteraan wel.

Enkele voorbeelden:

– 2,0 heeft twee significante cijfers en 0,2 heeft maar één significant cijfer;

– 0,22 en 0,022 hebben allebei twee significante cijfers;

– 2,02 heeft drie significante cijfers.

De uitkomst krijgt evenveel significante cijfers als het minst nauwkeurige gegeven. (Maar als de uitkomst één significant cijfer meer heeft, wordt dat ook goed gerekend.)

Bereken de arbeid die in de volgende situaties wordt verricht.

a. Een speelgoedlocomotief trekt vijf wagons één keer een modelspoorbaan rond. De trekkracht is 0,10 N, de afstand 4,6 m.

b. Twee paarden trekken een huifkar vol toeristen over een zandweg. Hun (gezamenlijke) trekkracht is 1,3 kN, de afstand 1,2 km.

c. Een diesellocomotief trekt een goederentrein van Amsterdam naar Arnhem. De trekkracht is 150 kN, de afstand 98 km.

Afsluiting

Volgende les bespreken we de proeftoets en is er ruimte voor het stellen van vragen.