Arbeid/Zwaarte-energie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Fijn dat je er bent!

Vandaag hebben we het over arbeid en zwaarte-energie.

Programma van deze les

1. Vorige les: vragen/opdrachten bespreken 
2. Nieuwe lesstof: Arbeid en zwaarte-energie uitleg 
3. Zelfstandig werken aan opdrachten
4. Afsluiting met korte quiz (2 vragen)

Vorige les

Krachten en Arbeid

Snappen we dit?

Willen we hier nog mee oefenen?

De arbeid is ...

1. ... positief
2. ... nul
3. ... negatief

Op een voorwerp van 100 g werkt de zwaartekracht.
Hoe groot is de zwaartekracht?

1. 0,981 N
2. 9,81 N
3. 98,1 N
4. 981 N

Wat is de afkorting van de zwaartekracht?

1. Fzw
2. Nz
3. Fz
4. Fn

De eenheid van Arbeid is

1. J
2. Nm
3. W
4. J/s

Wat is de zwaartekrachtconstante op aarde?

1. 9,81 N per kg
2. 9,81 kg per N
3. 9,81 N
4. 9,81 kg

Energie en Arbeid

Leerdoelen

• Je kunt uitleggen wat het begrip arbeid in de natuurkunde betekent.
• Je kunt rekenen met de formule voor arbeid.
• Je kunt rekenen met de formule voor zwaarte-energie.

W=F⋅s

Ez=m⋅g⋅h

Arbeid

Als je een doos van 2 kg 1 meter hoog optilt kost dit energie. Hoeveel energie?

Hoeveel meer energie kost het om de doos 2 meter hoog te tillen?

Hoeveel meer energie kost het om een doos van 4 kilo een meter hoog op te tillen?

Formule voor Arbeid

Arbeid is de energie die het kost om een kracht uit te oefenen over een bepaalde afstand.

Arbeid is evenredig met de kracht en de verplaatsing.

Als formule:

Arbeid = kracht x verplaatsing

W=F⋅s

Formule voor arbeid uitgeschreven

W = Arbeid in Joule (J)

F= kracht in Newton (N)

s= verplaatsing (afstand) in meters (m)

W=F⋅s

Wat is de arbeid bij 8 N en 3 m?

1. 18 Joule
2. 12 Joule
3. 30 Joule
4. 24 Joule

Hoeveel arbeid wordt verricht bij een kracht van 10 N over 5 m?

1. 100 Joule
2. 25 Joule
3. 50 Joule
4. 15 Joule

Bereken de arbeid van 20 N over 5 m.

1. 25 Joule
2. 200 Joule
3. 50 Joule
4. 100 Joule

Hoeveel arbeid heb je verricht?

Wetten van Newton

F= kracht (N)   m=massa (kg)

a=versnelling (m/s²)  

g=valversnelling (9,8 m/s²)

Als het tillen van een zak suiker tot 1 meter hoogte 9,8 J aan energie kost, hoe zwaar is deze zak suiker dan?

Fn=m⋅a

Fz=m⋅g

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie is de energie die je krijgt door een bepaalde hoogte te hebben.

Zwaarte-energie krijg je doordat je door de zwaartekracht van de aarde naar beneden wordt getrokken.

Zwaarte-energie

De zwaarte-energie is gelijk aan de zwaartekracht die op een voorwerp werkt maal de hoogte van dit voorwerp.

De formule voor zwaartekracht is:                                            

waarbij g de valversnelling op aarde is.

De formule voor zwaarte-energie is dus: 

F_z=zwaartekracht (N) m=massa (kg)  g=valversnelling (m/s²)   h=hoogte (m)

Fz=m⋅g

Ez=m⋅g⋅h

Aan de slag

Wat? Paragraaf .2 & 3, opdrachten: 1 t/m 4

Hoe? Zelfstandig, indien nodig op fluisterende toon overleggen met buur.

Hulp? Steek je hand op of kom naar mijn bureau als je er met je buur niet uitkomt.

Ben ik bezig ga dan even door met de volgende vraag

Tijd? Tot 14:10

Uitkomst? De stof komt terug in de quiz aan het eind van de les. 

Klaar?  maak de overige vragen van paragraaf 2 en 3

Afsluiting

• Korte quiz
• Volgende les 

Je bent op de maan en je springt een halve meter de lucht in. Dit kost je 81 J arbeid. De valversnelling op de maan is 1,62 m/s^2. Wat is je massa (inclusief je ruimtepak)?

1. 50 kg
2. 80kg
3. 100 kg
4. 120kg

Je hangt aan een parachute (gezamenlijke massa 85 kg). Je bezit 60 kJ aan zwaarte-energie. Hoe hoog boven de grond bevind je je nu?

1. 520 km
2. 72 km
3. 520 m
4. 72 m

Volgende les

Gaan we het hebben over bewegingsenergie en gaan we energievergelijkingen maken.