Stevin havo deel 1 Uitwerkingen hoofdstuk 3 Drie wetten van Newton ( ) Pagina 1 van 10

Transcriptie

1 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina van 0 De uiterkingen met een rood nummer zijn aangepast aan de manier die NiNa prefereert: meer nadruk op grafieken en gemiddelde snelheid. Opgaven 3. De traagheidset van Neton Trek de raaklijn vanuit P aan de draaiirkel. De auto reed naar rehts. Net als het vallende lik verf. Je ziet dat de verf naar rehts verspreid is. 3 Moeilijker. Een leeg glas heeft een kleinere massa, is minder traag. Het komt gemakkelijker in eeging en zal gemakkelijker omvallen. 4 a De munt zal de kraht van de kaart niet lang genoeg voelen en nauelijks in eeging komen. Maar als de kaart eg is, valt de munt. Neen. In de ruimte (geihtloosheid) zal de munt lijven zeven oven het glas. 5 a Je lepel zo snel onder de aardei shuiven, dat die geen tijd krijgt om opzij te rollen. Snel trekken. De grote rol komt veel moeilijker in eeging dan het ene velletje aar je aan trekt. 6 a De traagheid van het stof. De (zare) mat krijgt snelheid, maar staat ineens stil. Het stof shiet door en de mat lijft shoon ahter. De traagheid van de vis. De reiger laat de vis even los. Die is door zijn traagheid nog nauelijks in eeging gekomen als de reiger zijn ek snel naar voren eeegt om de vis heen. De traagheid van de as. Als je de sigaar tegen de rand van de asak tikt ordt de sigaar zelf tegengehouden, maar de askegel shiet door door en reekt af. 7 a De slinger lijft ahter, hangt shuin naar ahter (naar links dus). De slinger hangt stil omlaag.

2 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina van 0 De slinger shiet door, hangt shuin naar voren (naar rehts dus). 8 In de figuur links ligt het zaartepunt van de hamer verder van je vingertop. De ovenkant van de hamer (meer massa, dus trager) valt daar minder snel opzij. Je het meer tijd om je vinger opnieu onder het zaartepunt te rengen. 9 a Eén kant zal altijd minder goed vastzitten. Vóór de andere kant kan sheuren, is de proef voorij. Door zijn traagheid zal het middenstuk at langer op zijn plaats lijven en dat geeft de andere kant net genoeg tijd.

3 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 3 van 0 Opgaven 3. De krahtet van Neton 0 De massa van een motor is kleiner dan die van een auto. De motor is minder traag, zijn snelheid verandert makkelijker a F m a 0,800 6,4 5, 5, N 5, N F, F m a a,5 m/s m 0,800 v a t v(0,70),5 0,70,05, m/s a Naar rehts. De propeller, aarop een kraht naar links erkt, zet zih af tegen de luht., m/s F Fpropeller F Ftrek, Ftrek, N, naar links 0 N F 0 a m/s, naar links m/s m 5 3 a v 0,70 0,0 a 0,3 0,30 m/s t,0 0,30 m/s F m a 0,500 0,30 0,5 N 0,5 N 4 a v onstant a 0 F 0, dus de spierkraht is even groot als alle rijvingskrahten samen. 5 Met minder spierkraht zal ij de aanvankelijke snelheid de som van de rijvingskrahten groter zijn. De snelheid neemt af. Maar ook F ordt dan kleiner.,luht Totdat ij een kleinere snelheid de som van de rijvingskrahten eer even groot is georden als de kleinere spierkraht. Je houdt nu die kleinere snelheid. F Fs F m a F 0,5 0,8 0,4 F 0,4 0,6 N 6 a e manier: met de formule voor de versnelde eeging vanuit rust 0, 0, 0, 44 m/s x a t t a a F m a 0,600 0, 44 0,64 0,6 N e manier: met de gemiddelde snelheid v gem = x/t = 0, t /t = 0, t v = v gem = 0, t = 0,44 t a = 0,44 t (vergelijk v = 0,44t met v = at) F = ma = 0,600 0,44 = 0,64 = 0,6 N even groot 0,6 N 0,44 m/s 0,6 N

4 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 4 van 0 F F F propeller 0,64 F 0, F 0,64 0, 0,384 0,38 N propeller propeller 0,38 N 7 a e manier: met de formule voor de versnelde eeging vanuit rust x a t,0,0 a (,36) 0,948 a a,97..,30 m/s 0,948 e manier: met de gemiddelde snelheid v gem = x/t =,0/,36 = 0,88.. ms v gem = (0 +v)/ v = v gem = 0,88.. =,764.. ms a = Δv/Δt =,764../,36 =,97.. =,30 ms,30 m/s F Fpropeller m a 0,700,97.. 0, ,908 N 0,908 N 8 a Met een alans ordt de massa epaald. Fz, Mars,48 m 0, ,67 kg g 3,7 Mars Krahtmeter: Fz m gaarde 0, ,8 6,57 6,6 N Balans: m = 0,67 kg, zoals overal. Eerst de valversnelling op planeet X epalen. e manier: met de formule voor de vrije val vanuit rust,80 h g,80 (0,80) 5,6.. m/s X t g X g X (0,80) F 4,0 m z 0,7.. 0,7 kg g 5,6.. X 0,67 kg 6,6 N 0,67 kg 0,7 kg e manier: met de gemiddelde snelheid v gem = (0 + v)/ v = v gem v gem = x/t =,80/0,80 =,5 ms v =,5 = 4,50 m/s g X = Δv/Δt = 4,50/0,80 = 5,6.. ms m = F z/g X = 4,0/5,6.. = 0,7.. = 0,7 kg

5 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 5 van 0 Opgaven 3.3 De atie/reatieet van Neton 9 De terugslag van die kanonnen zou het ship kunnen doen kapseizen. 0 De jongen zeeft! Dus jongen en oot oefenen geen kraht meer op elkaar uit. Dat geeurde alleen tijdens de afzet. Toen dude de jongen de oot naar ahter en tegelijk dude de oot de jongen even krahtig naar voren. De hand trekt de haardos van de aron omhoog. Maar tegelijk trekt de haardos de hand van de aron even krahtig omlaag. Deze tee krahten op de aron heffen elkaar op. De netto kraht op de aron is alleen de zaartekraht. Hij zakt verder eg in het moeras. De kogel en het geeer zouden een even grote versnelling krijgen. F F m a m a Immers, geeer kogel kogel geeer kogel kogel geeer geeer Met mkogel mgeeer geeft dat akogel ageeer 3 a Iets eggooien. Of lazen. Door de terugslag kom je in eeging. Straalaandrijving van raketmotoren. 4 a F F m a 70,0 70 N 70 N 70 F m a a a,4 m/s,4 m/s 50 5 Zoel op jou als op de kar erkt een kraht van 0 N. Eerst jou snelheid: 0 Fop jou mjij ajij 0 50 a a 0, 4 m/s 50 v a t v(,0) 0, 4,0 0,8 0,80 m/s Dan de snelheid van de kar: 0 Fop kar mkar akar 0 30 a a 0,666.. m/s 30 v a t v(,0) 0,666..,0,33..,3 m/s 6 a Eerst de remkraht van de auto erekenen: Frem mauto arem 000 6, ,3 0 N Hiermee ordt de ominatie afgeremd: Frem ( mauto maravan ) arem ( ) arem arem 3,5 m/s 800 Beide krahten van dit krahtenpaar zijn natuurlijk even groot. Meer stroomlijn etekent minder rijving (die het remmen zou helpen). Met meer stroomlijn zal de remeg langer zijn. 3 0,80 m/s,3 m/s 3,5 m/s

6 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 6 van 0 Opgaven hoofdstuk 3 7 Als de rijvingskraht even groot georden is als de motorkraht, is de netto kraht op het vliegtuig 0 en verandert de snelheid van het vliegtuig niet meer. Sha daht lijkaar, net als Arhimedes vroeger, dat voor het handhaven van snelheid een kraht nodig is. Wij eten inmiddels dat alleen voor een snelheidsverandering een netto kraht nodig is. 8 a e manier: met de formules voor de versnelde eeging vanuit rust x a t 0,30 0,30 a 0, a 4,6.. 4 m/s 0,44 e manier: met de gemiddelde snelheid v gem = x/t = 0,30/0, =,5 ms v gem = (0 +v)/ v = v gem =,5.. = 5,0 ms a = Δv/Δt = 5,0/0, = 4,7.. = 4 ms 4 m/s v a t,7 0, 0,04 0,0 m/s 0,0 m/s 9 Door snel te trekken. De trage ol geeft de kraht dan niet snel genoeg door. 30 Op het moment dat je gas terugneemt ordt de motorkraht kleiner dan de rijvingskrahten. De rommer vertraagt (negatieve versnelling). De snelheid ordt kleiner. Maar dan ordt ook de luhtrijving kleiner. Totdat ij een epaalde snelheid de motorkraht en de rijvingskrahten eer even groot zijn en je met die kleinere onstante snelheid verder rijdt. 3 a F m a 3 a rem rem ,3 0 4, arem arem 8,6.. 9 m/s Δv = 0 0 km/h = 6,.. ms ( 3,6) a = Δv/Δt Δt = Δv/a = ( 6,..)/ ( 8,6..) = 3,6.. = 3,3 s e manier: film terugdraaien en de formule voor de versnelde eeging vanuit rust x 8,6.. (3,6..) 99,8..,0 0 m a t e manier: via de gemiddelde snelheid v v 6,.. 0 3,6.. 99,8..,0 0 x v t t m 9 m/s 3,3 s,0 0 m Naar voren. De rijving tussen de auto en het oek neemt het oek mee naar voren. F m a 0,500,0,0 N,0 N 33 a F m a propeller kar 0,3 0,3 0,500 akar akar 0,64 m/s 0,500 0,64 m/s

7 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 7 van 0 e manier: met de formule voor de versnelde eeging vanuit rust x a t,0,0 a (,55) a 0, ,369 m/s 6,50.. e manier: met de gemiddelde snelheid v gem = x/t =,0/,55 = 0,470.. ms v gem = (0 +v)/ v = v gem = 0,470.. = 0,94.. ms a = Δv/Δt = 0,94../,55 = 0, = 0,368 ms F F F m a propeller 0,3 F 0,500 0, F 0,3 0, ,35.. 0,4 N 0,369 m/s 0,4 N 34 a v 0 0 a,7..,3 m/s t 4,4 0,3 m/s F m a 3, ,0 0 N 3,0 0 N F Fmotor F 300 F 63 F ,6 0 N motor motor d Bij onstante (top)snelheid is F 0 3,6 0 N e F Fmotor F 0 F Fmotor 363 3,6 0 N 3,6 0 N f Helling epalen, m/s 0 0,8,05..,m/s a 8,7 0 g F F F m a motor 363 F 3, ,.. F ,.. 3,.., 0 N 35 a v onstant, dus F 0, dus Fs F,ater F,luht N s, ater, luht F F F F m a F ,60 F 70 0, ,3 0 N s s, 0 N 90 N,3 0 N

8 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 8 van 0 36 a 0,0 N F 0 F F span z 3 F F m g 0 0 9,8 0,96.. 0,0 N span z F z = (M + m) a 0,0 0,00+0,00 a 0, ,9m/s 0,9 m/s 37 a De kar heeft ieltjes en ondervindt dus minder rijving dan jij ΣF = m a, dus 35 7,5 = 40 a a = 0,69 m/s 0,69 m/s v = a t v = 0,6875,5 =,0 m/s,0 m/s 38 a Dan is F Fz FL 0 m a a 0, dus de snelheid verandert niet meer Door zijn lihaam op te rollen tot een ol of nog eter door te duiken. F L neemt sterk toe ant A ordt plotseling zeer groot. d Nee. Vlak oven de grond geldt (hopelijk) in eide gevallen: F z = F L. Uit mg = kav volgt voor eide: v 39. Ja. Zolang de hond de orst niet te pakken heeft trekt hij de kar naar voren. mg ka. Neen. Wel ordt door het lazen een kraht naar voren uitgeoefend op het zeil, en dus op de oot. Maar de lazende roerganger, en dus de oot, ondervindt tegelijk een even grote kraht naar ahter. De netto kraht op de oot is nul. 3. Neen. Wel trekt de magneet de trein naar voren. Maar tegelijkertijd trekt de trein de magneet even hard naar ahter. Die kraht erkt via de hengel en de mahinist eer op de trein. De netto kraht op de trein is nul. 4. Ja. Door de aandrijving met de föhn dut de shroef het ater naar ahter en het ater de shroef, en dus de oot, naar voren. 40 a Er is eveniht, dus F L = F R Er is elisaar geen eveniht, maar er is ook geen versnelling alleen een eetje snelheid. Er geldt dus nog steeds: F L = F R. 4 Constante snelheid etekent: resultante nul. Ze duen dus met 500 N; ieder gemiddeld met 500/3 = 67 N. 4 a Het is een krahtenpaar: Faarde steen Fsteen aarde 67 N

9 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 9 van 0 De afzetkraht van één hinees volgt uit: Fafzet Fz m a Fafzet m g m (,5 g) Fafzet m g m (,5 g) m (,5 g) Stel dat de gemiddelde massa van een hinees (ay s, kinderen en volassenen) 40 kg is. Eén miljard hinezen samen duen de aarde eg met een kraht 9 Fhinezen aarde 0 40,5 0 0 N 4 De versnelling van de aarde ( maarde 6,0 0 kg; Binas tael 3) volgt uit: F m a hinezen aarde aarde aarde ,0 0 aaarde aaarde 0 m/s 4 6, a Shrap zetten etekent: met de hakken in de klei het eiland naar voren duen (atie), tegelijk dut dan het eiland de ploeg naar ahter (reatie). Met preies die kraht ordt via het tou aan de tegenstander getrokken. Wie dat het este kan, trekt de andere ploeg mee. Dit zijn de krahten op de deelnemers. De rehter ploeg verliest. 0 4 m/s Dit zijn de krahten op het tou. 44 Waarom zouden ze anders liggen? Volgens de derde et is de kraht op de linker net zo groot als die op de rehter; alleen de andere kant op. En van de tafel ondervinden ze dezelfde invloed.

10 Stevin havo deel Uiterkingen hoofdstuk 3 Drie etten van Neton (0-0 04) Pagina 0 van 0 Toets Een steen op de maan a Fspier Fz, maan m gmaan 0,76,63,3.., N, N F F F,50,3..,6.. N spier z,6.. F m a,6.. 0,76 a a,65..,7 m/s 0,76,7 m/s De astronaut gooit de steen shuin omhoog, zodat die met een oog in de jeep zal vallen. Maar als de vooraartse snelheid even groot is als op aarde zal de steen over de jeep heen vliegen, ant door de geringere zaartekraht op de maan daalt de steen daar niet zo snel als op aarde. De maanjeep a v 54 km/h 3,6 5 m/s v 5 a,58..,6 m/s t 5,8 a F Fmotor F m a 3 F ,58.. F 480, ,.., 4 0 N motor motor,6 m/s,4 0 3 N Horizontaal gerihte krahten op de steen: F F F m a span F 50 70,5 F 70, N 3,3 0 N span span 3,3 0 N 3 Golf op de maan a Die putjes eïnvloeden de rijving met de luht. Op de maan is geen dampkring, dus he je daar niets aan die putjes. F z = m g maan F z = ,63 = 7, = 7,7 0 N (tael 3 voor g maan) 7,7 0 N v 65 m/s 4 a 5,0 0 m/s 3 t,3 0 s F = ,0 0 4 =, N, N