5A H9.4 Energievergelijkingen 6 januari 2021

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

Welkom

Eerst ga ik een opgave uit Oefenen A behandelen die jullie allemaal moeilijk vonden.

Daarna gaan we verder met 9.4 Energievergelijkingen

Na deze les kunnen jullie

• de arbeid uitrekenen met behulp van een F,s-grafiek
• energievergelijkingen opstellen en gebruiken in verschillende situaties 

Opgave 9 uit Oefenen A: Trapkracht

Tijdens een sporttest meet Cor de kracht die een wielrenner op het pedaal uitoefent: hij meet alleen de krachtcomponent loodrecht op de crank (gedeelte tussen de trapas en de trapper). Daarmee bepaalt hij de arbeid die hij verricht gedurende 1 omwenteling. Waarom meet hij alleen die component?

Arbeid: als de kracht constant is

Arbeid als de kracht niet constant is: oppervlakte onder F,s-diagram bepalen

9b: Bepaal de arbeid die de wielrenner tijdens één omwenteling verricht

W oppervlakte onder F,s-grafiek:
s van 2 omw. = 2,15 m --> s (1 omw.) = 1,08 m

- de lijn van de gemiddelde kracht moet je zo tekenen dat de oppervlakte eronder even groot is als die onder de grafiek --> W = 200 x 1,08 = 216 J ; 2 benen: W = 2 x 216 = 432 J

Energievergelijkingen opstellen

1) Noteer de vormen van energie voor de gebeurtenis. Begin:

De arbeid die energie toevoert aan het systeem (voor een toename van de kinetische energie zou zorgen) hoort hierbij.

2) Noteer de vormen van energie na de gebeurtenis. Eind:

De arbeid die energie afvoert uit het systeem (voor een afname van de kinetische energie zou zorgen) hoort hierbij.

Volgens de Wet van behoud van energie moet de som van de energieën voor gelijk zijn aan de som van de energieën na de gebeurtenis.

Stel dit aan elkaar gelijk en vul de formules voor de vormen van energie in indien nodig. Je hebt nu een energievergelijking, die je kan oplossen.

Huiswerkopgaven 54 en 55 bespreken

Neem je boek en je schrift voor je bij de juiste opgaven.

We beginnen met opgave 54

1) Voor remmen: Ekin

2) Na het remmen: W (remkracht)

Dus: Ekin = W(remkracht)

54b) Bereken Frem

Ekin = W (remkracht)

1/2 x m x v 2 = Frem x s

m, v en s zijn bekend, dus F_rem kan je berekenen.

54c en d

Gebruik steeds dezelfde energievergelijking voor
onderdelen c en d:

Ekin = W (remkracht)

1/2 x m x v 2 = Frem x s

1) voor het versnellen: arbeid van de voorwaartse kracht W (Fvw) --> F_w voegt energie toe 

2) na het versnellen: Ekin,eind + W (Fw)

--> F_w voert energie af

Dus: W (Fvw) = Ekin, eind  + W (Fw) 

55b: Bereken de snelheid van de fietser na 20 m

W (Fvw) = Ekin, eind + W (Fw) 

Fvw x s = 1/2 x m x veind2  + Fw x s

Fvw, s, m en Fw zijn bekend, dus kan je veind uitrekenen 

48a: In welke van de volgende gevallen is de som van de zwaarte-energie en kinetische energie constant?

1. Vrije val omlaag
2. Vrije "val" omhoog
3. Trilling van een massa die aan een veer hangt?
4. Beweging van de aarde rond de zon

Vraag 48d

Laat zien dat de afname van de zwaarte-energie van de auto even groot is als de arbeid van de component van de zwaartekracht langs de helling

Maak een foto van je uitwerking van vraag 48d en upload die hier

Bij 57a: welke vormen van energie
heb je voor de worp?

Bij 57a: welke vormen van energie
heb je na de worp?

Stel nu de energievergelijking op in je schrift en maak er een foto van en upload die

57b: Bereken hoe hoog de bal komt en geef je antwoord in het goede aantal s.c. en met een eenheid erbij (1 spatie tussen getal en eenheid

Maak opgave 59 en 60. Maak een foto van je uitwerking van 59 en upload die hier als ik het sein geef.

Als het goed is, kunnen jullie nu

• de arbeid uitrekenen met behulp van een F,s-grafiek
• energievergelijkingen opstellen en gebruiken in verschillende situaties 

Thuiswerk tot vrijdag

Bestudeer 9.4 helemaal (kijk eventueel de filmpjes als je het niet snapt) en maak opgaven 60, 61, 64, 65. 

Ik maak hiervoor een 'les' in LessonUp die ik met jullie deel via SomToday (staat in het huiswerk in Som). Neem deze 'les door' en maak hierin de opgaven.

SUCCES!!!