Paragraaf 4.1 en 4.2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Planning

- Bespreken opdracht gisteren.

- Afsluitende opdracht H3

- Maken voorkennis H4 (15 min)

- Uitleg 4.1

Planning

- Uitleg 4.1

- Paar opdrachtjes

Paragraaf 4.1 en 4.2 (deel 1)

Leerdoelen:

- Fasen van een stof

- Faseovergangen en energie.

- Dichtheid en rekenen hiermee.

- Veerconstante (heb je in H3 ook al gehad).

Toestandsaanduidingen

Vast: (s)

Vloeibaar : (l)

Gas: (g)

Opgelost in water: (aq)

Faseveranderingen

Fasedriehoek

Zuivere stof

bij een zuivere stof heb je een: smeltpunt, stolpunt of kookpunt

Mengsel

Stoltraject

Mengsel

bij een mengsel heb je een: smelttraject, stoltraject of kooktraject

Faseveranderingen 1 en 4 zijn

1. verdampen en stollen
2. condenseren en vervluchtigen=sublimeren
3. stollen en sublimeren
4. condenseren en stollen

Faseveranderingen 3 en 6 zijn

1. stollen en rijpen
2. smelten en (vervluchtigen) sublimeren
3. rijpen en verdampen
4. condenseren en stollen

Dichtheid

Dichtheid is een belangrijke grootheid die vaker zal terugkomen bij natuurkunde maar ook scheikunde

Wanneer je bijv. een kubieke centimeter goud vergelijkt met een kubieke centimeter aluminium, zal je opmerken dat het goud zwaarder is. De 

Dichtheid geeft aan hoeveel kg een kubieke meter van een stof weegt (of gram per kubieke centimeter).

Dichtheid

Formule: 

ρ=​V​​m​​

ρ=dichtheid

​m​3​​​​kg​​

m=massa(kg)

V=volume(m​3​​)

Oefenopgave 1 (8 min)

1. Zoek de dichtheid van koper op  (tabel 8 binas)

2. Bereken het volume van 3,2 g koper

3. Bereken de massa van een aluminium balk van 2,0 bij 3,0 bij 4,0 meter

Antwoord

1. De dichtheid van koper is  8960 kg/m³

2. Het volume van 3,2 g koper. 3,2 g = 3,2·10^-3 kg

     V = 3,2·10^-3 / 8960 = 3,6·10^-7 m³

ρ=​V​​m​​=>V⋅ρ=V⋅​V​​m​​=m=>V=​ρ​​m​​

Antwoord

3. Bereken de massa van een aluminium balk van 2,0 bij 3,0 bij 4,0 meter

    Dichtheid van aluminium: 2700  kg·m^-3

    Formule voor de massa omschrijven:

 

    m = 2700·(2,0·3,0·4,0) = 6,5·10⁴ kg

m=ρ⋅V

Les 2

- Uitleg 4.2 / 4.3.

Leerdoelen:

- Elastische en plastische vervorming.

- Rekenen met veerconstante.

Onderdelen: rek, spanning en elaticiteit (na voorbeeldopgave 2) hoef je niet  te kennen  voor het PW.

Oefenvraag (4 min).

Hieronder staat een F,u diagram.

1. Bereken van beide veren de veerconstante.

2. Bereken de uitrekking van veer A, als

je daar een massa van 10 kg aan hangt.

Rek

rek = ε = Δl / l₀  

Les 3

Leerdoelen.

Spanning, rek en elasticiteitsmodulus.

Planning

Uitleg 

Oefensommetje.

Spanning

Bij uitoefenen van een kracht op een kabel  span je deze, denk aan een gespannen touw. De grootte van de spanning hangt af van:

De uitgeoefende trekkracht per oppervlakte-eenheid van de dwarsdoorsnede.

waarin:

σ = spanning (N/m²)

F = kracht (N)

A = oppervlakte (m²)

σ=​A​​F​​

rek (zie ook sheet begin les)

De relatieve rek is de verhouding tussen de uitrekking en de beginlengte.

waarin:

ε = rek (-)

Δl = uitrekking (m)

l0 = oorspronkelijke lengte (m)

De treksterkte van een materiaal is de maximale spanning van waaraf het materiaal blijvend vervormd is

ϵ=​l​0​​​​Δl​​

Elasticiteitsmodus

Geeft aan hoe elastisch een materiaal is. 

Dit is een materiaaleigenschap (Binas 8 en 9). 

Met behulp van de spanning hiervan kun de rek berekenen.

Waarin:

E = elasticiteitsmodus (N/m²)

σ = spanning (N/m²)

ε = rek (-)

E=​ϵ​​σ​​

Samengevat

Drie formules in deze paragraaf.

E=​ϵ​​σ​​

ϵ=​l​0​​​​Δl​​

σ=​A​​F​​

spanning-rek diagram.

Oefen vraagje.

Wanneer via een ijzerdraad spankracht wordt uitgeoefend ontstaat in de draad een spanning de draad heeft een diameter van 4,0 mm. 

Bereken:

- de spanning in de ijzerdraad

- de rek 

- de nieuwe lengte.

Hiernaast staat een gouden bol
massa 185 gram, bereken straal
van de bol (gebruik Binas 36)

Oefenopgave 1 (8 min)

1. Zoek de dichtheid van koper op  (tabel 8 binas)

2. Bereken het volume van 3,2 g koper

3. Bereken de massa van een aluminium balk van 2,0 bij 3,0 bij 4,0 meter