Kracht en Energie Inhoud

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Kracht en Energie Inhoud"

Gerrit de Meyer
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Kracht en Energie Inhoud Wat is kracht? (Inleiding) Kracht is een vector Krachten saenstellen ( optellen ) Krachten ontbinden ( aftrekken ) Resulterende kracht 1 e wet van Newton: wet van de traagheid e wet van Newton: a Zwaartekracht Noraalkracht Wrijving Veer- en spankracht Energie Verogen Rendeent res Inleiding Kracht en energie 1

ontbinden ( aftrekken ) Resulterende kracht 1 e wet van Newton: wet van de

2 Wat is kracht? Kracht is niet dat ieand sterk is Wat kracht wel is, is weer oeilijk te zeggen Wat kracht doet, is akkelijker te zeggen Kracht en snelheidsverandering Kracht en vorverandering Kracht () kun je eten (N) Meetinstruent Veer-unster Voorbeelden van krachten: Zwaartekracht Wrijvingskracht Veerkracht Magneetkracht Grootheden en eenheden Naa versnelling veerconstante energie kracht zwaartekrachtversnelling hoogte assa verogen verplaatsing tijdsduur uitrekking snelheid arbeid rendeent Nieuwe grootheden Sybool a C E g h P st t u v W η Naa Sybool eter per seconde kwadraat /s newton per eter N/ oule Newton N eter per seconde kwadraat /s eter kilogra kg watt W eter seconde s eter eter per seconde /s oule - -

Kracht () kun je eten (N) Meetinstruent Veer-unster Voorbeelden van krachten: Zwaartekracht Wrijvingskracht Veerkracht Magneetkracht Grootheden en eenheden Naa versnelling

3 Kracht is een vector vector is een wiskundeter een vector teken je als een pijl richting voorbeeld voorwerp lengte ^ kracht (N) zwaartepunt aangrijpingspunt begin aangrijpingspunt kracht (N) ^ lengte kot overeen et Bijvoorbeeld: 1,0 c ^ 0 N naar beneden richting Krachten saenstellen 1 3

aangrijpingspunt begin aangrijpingspunt kracht (N) ^ lengte kot overeen

4 Krachten saenstellen 1 Krachten saenstellen + 1 res 1 4

5 Krachten ontbinden Constructie ethoden Berekening 1. Ruitjespapier i 1. Sinus, cosinus. Geodriehoek. Rekenachine 3. (Scherp) potlood Mode, Mode, 1 (Deg) Controle: sin Goed sin 90 0,89.. out: Rad sin 90 0,98.. out: Gra Een kracht ontbinden 5

(Scherp) potlood Mode, Mode, 1 (Deg) Controle: sin 90 1.

6 Sinus & cosinus y S O SOS CAS sin α O sinα O S sinα S A cosα A S cosα S En: x + y y x sinα cosα α A cos α x Veel gebruikt geval: x 4,0 N y 3,0 N 3,0 N sin α 5,0 N α sin 1 0,60 5,0 N 0,60 o 37 Resulterende krachten Vaak werken er verschillende krachten op een voorwerp. resulterende kracht so van de krachten op een voorwerp In forule: res Heel belangrijk is het onderscheid: 1. 0 Er is geen resulterende kracht res (Alle krachten heffen elkaar wel op). 0 res Er is wel een resulterende kracht (Alle krachten heffen elkaar niet op) 6

voorwerp. resulterende kracht so van de krachten op een voorwerp In forule: res Heel belangrijk is het onderscheid: 1.

7 1 e wet van Newton (wet van de traagheid) Een sleetje staat op een luchtkussenbaan resulterende kracht (bijna) nul Het sleetje beweegt et (bijna) constante snelheid 1 e wet van Newton Stel: de resulterende kracht op een voorwerp is nul. Dan geldt: 1. Het voorwerp staat stil( in rust ) Of:. Het voorwerp beweegt et constante snelheid ( eenparig ) Wet van de traagheid Een voorwerp wil in rust blijven of eenparig bewegen Voorbeelden Autogordel: e botst en hebt geen gordel o e vliegt naar voren Hoofdsteun: e staat stil en wordt van achter aangereden e hoofd schiet naar achter Bocht: e valt in de bocht e vliegt de bocht uit 7

Het voorwerp beweegt et constante snelheid ( eenparig ) Wet van de traagheid Een voorwerp wil in rust blijven of eenparig bewegen Voorbeelden Autogordel: e

8 e Wet van Newton: kracht verandert beweging O iets in beweging te krijgen Is kracht nodig O iets zwaars te versnellen Is eer kracht nodig Dan o iets lichts te versnellen e Wet van Newton: voorbeeld Bij fietsen spelen verschillende krachten: 1. Trapkracht - hangt van spierkracht af. Rolweerstand - is nul bij snelheid nul is (bijna) constant als je fietst 3. Luchtweerstand - is nul bij snelheid nul is groter bij grotere snelheid Krachten kun je optellen en aftrekken Het resultaat heet: 4. Resulterende kracht (of netto kracht) e wet van Newton: Als er een resulterende kracht is: dan verandert de snelheid kracht in de richting van de snelheid: versnellen kracht tegen de richting van de snelheid: vertragen orule: res a (1 e wet van Newton:) Als er geen resulterende kracht is: dan blijft de snelheid gelijk (of nul) 8

Luchtweerstand - is nul bij snelheid nul is groter bij grotere snelheid Krachten kun je optellen en aftrekken Het resultaat heet: 4.

9 In forule a res a a 1. res. 3. res Voorbeeld: Een fietser weegt et zijn fiets saen 80 kg. Hij versnelt et een versnelling van 0,75 N/kg. Bereken de benodigde netto kracht.... N 80 kg a 0,75 N/kg a 80 kg 0,75 N/kg 60 N Zwaartekracht g assa (kg) zwaartekracht (N) zwaartekrachtversnelling z gravitatieversnelling g 9,81 N/kg (geiddeld in Nederland) d) (N/kg of /s ) Voorbeeld: Op ieand werkt een zwaartekracht van 750 N. Bereken de assa van die persoon. Kkg 750 N z g 9,81 N/kg z 750 N 76,4Kkg 76,5 kg g 9,81 N/kg 9

... N 80 kg a 0,75 N/kg a 80 kg 0,75 N/kg 60 N Zwaartekracht g assa (kg) zwaartekracht (N) zwaartekrachtversnelling z

10 Zwaartekracht in evenwicht zwaartepunt n tafel z Op een tafel Ligt een voorwerp: De aarde oefent er zwaartekracht op uit De tafel oefent er noraalkracht op uit Het voorwerp ligt stil, dus: res n + dus: n 0 z z z 0 z g energie () Kinetische energie E 1 v assa (kg) snelheid (/s) let op: de 3 voren E 1 v v E E 1 v 1.. E E 3. v v E E 10

voorwerp ligt stil, dus: res n + dus: n 0 z z z 0 z g energie () Kinetische energie

11 Voorbeeld Een voorwerp van 60 kg heeft een kinetische energie van 450. Bereken de snelheid in k/h. v E 450 3,8K /s 60 kg 3,6 3,8K k/h 13, K k/h 14 k/h Casio: ( ) Behoud van energie Energie kan van soort veranderen. Maar de totale hoeveelheid energie blijft constant. Bijvoorbeeld: e schiet een pijl van 0,3 kg recht ohoog et een snelheid van 65 /s. De wrijving wordt verwaarloosd. Bereken hoe hoog de pijl kot. Bij het wegschieten: 1 Ekin v 1 /s) 0,3 (65 4,8K 10 E z 0 E tot E + E 4,8K 10 kin z Op het hoogste punt: E 0 kin Ez g h E E + E tot kin z (Want v 0 /s). g h g h 4,8 K 10 4,8K 10 h g 4,8K 10 0,3 kg 9,81 /s,1k 10,K 10 11

Maar de totale hoeveelheid energie blijft constant. Bijvoorbeeld: e schiet een pijl van 0,3 kg recht ohoog et een snelheid van 65 /s.

12 Arbeid () Verogen W P t verogen (W) tijd (s) Voorbeeld: Rebecca (assa 55 kg) kan in 7,0 s via een ladder 5,0 stijgen. Bereken het verogen dat Rebecca hierbij ontwikkelt. Als Rebecca aan de kli begint heeft ze geen energie. Als Rebecca et de kli stopt heeft ze zwaarte-energie. Die energie krijgt ze doordat ze arbeid heeft geleverd. W P t g h t 55 kg 9,81 N/kg 5,0 3,8K 10 W 3,9K 10 W 7,0 s Rendeent η Rendeent P nuttig P in verogen (W) verogen (W) of η E nuttig E in energie () energie () Zie: Elektriciteit rendeent 1

Als Rebecca et de kli stopt heeft ze zwaarte-energie. Die energie krijgt ze doordat ze arbeid heeft geleverd.

Vergelijkbare documenten

Krachten (4VWO) www.betales.nl

Krachten (4VWO) www.betales.nl www.betales.nl Grootheden Scalairen Vectoren - Grootte - Eenheid - Grootte - Eenheid - Richting Bv: m = 987 kg x = 10m (x = plaats) V = 3L Bv: F = 17N s = Δx (verplaatsing) v = 2km/h Krachten optellen