Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 3 en hoofdstuk 4

Transcriptie

1 Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 3 en hoofdstuk 4 Samenvatting door een scholier 2042 woorden 13 jaar geleden 5,2 16 keer beoordeeld Vak Natuurkunde Natuurkunde1,2 Proefwerkweek 2 Hoofdstuk 3. Lichtbeelden 1. we kunnen zien doordat er licht van een lichtbron in ons oog terechtkomt. 2.. bij optische apparaten waarin een spiegel wordt gebruikt speelt terugkaatsing van licht een belangrijke rol. Indirecte lichtbron: Voorwerp dat licht van een lamp of de zon weerkaatst, maakt dus zelf geen licht Directe lichtbron: lichtbronnen die zelf licht maken. Divergente lichtbundel evenwijdige lichtbundel convergente lichtbundel Lichtstraal: hele smalle evenwijdige lichtbundel Spiegelende terugkaatsing: kaatst terug in 1 richting (glas spiegelend oppervlak) Bij spiegelende terugkaatsing : i=t Met i is invalshoek, t is terugkaatsinghoek. Beide in Diffuse terugkaatsing: het licht wordt in alle richtingen teruggekaatst (ruw, dof oppervlak) Wit licht bestaan uit verschillende kleuren: rood, oranje, geel, groen, blauw en violet 3.Breking: richtingsveranderingen bij licht. Bij overgangen van lucht naar glas of andersom Normaal: denkbeeldige lijn die loodrecht staat op het scheidingsvlak tussen 2 stoffen. Bij breking van lucht naar glas wordt de lichtstraal naar de normaal gebroken. I is dan groter dan bij t. Brekingswet: bedacht door Snellius Brekingsindex : Sin i : sin r = Constant, de brekingsindex hangt af van de soort stof. Sin i sin r = n Met i is invalshoek (in ), r de brekingshoek (in ) en n de brekingsindex afhankelijk van de doorzichtige stof, Heeft GEEN eenheid Bij breking van glas naar lucht breekt de lichtstraal van de normaal af. Sin i sin r = 1 n Met i als de invalshoek(in ), r als brekingshoek(in ), n de brekingsindex van de doorzichtige stof. Heeft wederom geen eenheid Kleurschifting: als wit licht bij breking splitst in verschillende kleuren. Spectrum: een kleurenband die ontstaat bij kleurschifting Pagina 1 van 5

2 4.als de invalshoek meer dan 90 graden kaatst de lichtbundel totaal terug. Dit heet totale terugkaatsing. De brekingswet geld dan niet meer maar de terugkaatsingwet wel. Grenshoek g :de invalshoek waarbij nog net geen totale terugplaatsing optreedt. Is te berekenen met de brekingswet. i=g zodat sin i = sin g geldt, dan is r gelijk aan een bolle(positieve) lens werkt convergent en een holle(negatieve) lens werkt divergent. Een bolle lens wordt getekend als een verticale lijn met een + erboven. De hoofdas van de lens gaat door het optische middelpunt en staat loodrecht op de lens. Brandpunt: punt op de hoofdas waar lichtstralen na de breking doorheen gaan. Brandvlak: het vlak loodrecht op de hoofdas door het brandpunt. Een lens heeft aan beide kanten een brandpunt. Brandpuntsafstand: De afstand tussen het brandpunt(f) en het optische midden (o). Is een eigenschap van de lens. Hoe boller de lens, des te kleiner is de brandpuntsafstand. Beeldpunt: punt waar het licht van een puntvormige lichtbron na de breking doorgaat. Dit punt kun je op een scherm zichtbaar maken. Als het beeldpunt precies op het scherm ligt is het beeld scherp. Ligt het punt voor of achter het scherm dan is het beeld onscherp. Als je 2 puntvormige lichtbronnen voor de lens neerzet heb je ook 2 beeldpunten die op dezelfde afstand achter de lens liggen Scherp Onscherp, Onscherp, (beeldpunt op scherm) (beeldpunt achter scherm) (beeldpunt voor scherm) 6.je kunt de plaats van grootte en beeld op 2 manieren bepalen: Door tekenen en door berekenen Bij tekenen gebruik je 3 constructiestralen. - de lichtstraal door het optische midden gaat ongebroken rechtdoor - de lichtstraal evenwijdig aan de hoofdas gaat na breking door het brandpunt achter de lens - de lichtstraal door het brandpunt van de lens loopt na breking evenwijdig aan de hoofdas Met 2 kun je het ook bepalen maar 3 is nauwkeuriger Vergroot Beeld: Als de grootte van het beeld groter is als het voorwerp Verkleind Beeld: Als de grootte van het beeld kleiner is dan het voorwerp. Of het beeld vergroot of verkleind wordt is afhankelijk van de afstand tot de lens. Virtueel beeld: een beeld dat je wel ziet maar wat niet bestaat, bijvoorbeeld een spiegelbeeld. Dat ontstaat als de afstand tussen de lens en het voorwerp kleiner is dan de brandpuntsafstand Reëel beeld: een beeld dat ontstaat als de afstand tussen lens en voorwerp groter is dan de brandpuntsafstand. 7. de plaats van het beeld hangt af van de plaats van het voorwerp en de brandpuntsafstand van de lens. Voorwerpsafstand: de afstand tussen het voorwerp en het optische midden Beeldpuntafstand: de afstand tussen het beeld en het optische midden. Voor de plaat van het beeld gelden de volgende regels: - hoe groter de voorwerpafstand is, des te kleiner is de beeldpuntafstand(bij dezelfde brandpuntsafstand) - hoe kleiner de brandpuntsafstand(en dus hoe boller de lens) is des te kleiner is de beeldafstand(bij hetzelfde voorwerpafstand) Lensformule: 1 v + 1 b =1 f. In deze formule is v de voorwerpafstand, b de beeldafstand en f de Pagina 2 van 5

3 brandpuntsafstand. Je moet bij alle 3 de grootheden dezelfde eenheid gebruiken, dus overal cm enz. Lineaire vergroting: N= Lb LV. * Hierbij is N de lineaire vergroting(zonder grootheid), Lb de grootte van het beeld en LV de grootte van het voorwerp. De grootte van een beeld volgt uit de volgende formules: N= Lb LV en N=b v Met b beeldafstand, V de voorwerpsafstand en voor de rest zie * Lenssterkte: s = 1 f. In deze formule is s de lenssterkte in dioptrie en f de brandpuntsafstand in m Hoofdstuk 4 Krachten in de Sport 1. bij al onze bewegingen hebben we te maken met krachten. Krachten spelen een belangrijke rol in de sport. Bij beweging heb je te maken met krachten die de beweging veroorzaken en krachten die de beweging tegenwerken. De grootte, de richting en het aangrijpingspunt van die krachten bepalen samen de beweging. Bij die beweging kan het gaan om rust, een rechtlijnige beweging of een draaibeweging. Krachtenevenwicht: De verschillende krachten op een voorwerp heffen elkaar op. Dat is zo bij een voorwerp in ruste. Krachten spelen niet alleen een rol in de sport, ook bij werktuigen en gereedschappen. 2. Eigenschappen van een kracht: de grootte, de richting en het aangrijpingspunt. Omdat kracht een grootte en een richting heeft is het een vectorgrootheid. Daarom wordt een kracht getekend met een pijl. De lengte van de pijl geeft de grootte aan, de richting van de pijl de richting van de kracht en de pijl begint in het aangrijpingspunt van het voorwerp. Zwaartepunt: een punt dat meestal ergens in het midden van een voorwerp ligt, in dat geval neem je dat zwaartepunt als aangrijpingspunt van alle krachten op het voorwerp. De grootte van een kracht (F) wordt gemeten in Newton (N). Bij het tekenen van een kracht gebruik je meestal en krachtschaal. Bijvoorbeeld 1 cm = 100 N. Bij vrijwel alle sporten heb je spierkracht nodig. Veerkracht : FV Veerkracht berekenen: FV = C u, Met u de uitrekking van de veer in m, C de veerconstante in n/m en FV de veerkracht. Hoe stugger de veer des te groter de veerconstante. De veerkracht en de uitrekking is recht evenredig. Je kun kracht meten met een veerunster Zwaartekracht : FZ : Kracht die de aarde op een voorwerp uitoefent. Het aangrijpingspunt van de zwaartekracht noemen we zwaartepunt of massamiddelpunt. Zwaartekracht berekenen: FZ = m g Met FZ als zwaartekracht, m de massa in kg en g de zwaartekrachtconstante in N/Kg In Nederland is g 9,81 N Voorwaartse kracht: FVW Vrijwingskracht: FW: er zijn 3 soorten wrijvingskracht - Schuifwrijving: FW,S: kracht die de beweging tegenwerkt. Hoe groter de massa en de ruwheid hoe groter de schuifwrijvingskracht. - Rolwrijving: FW,r : kracht die de beweging tegenwerkt, hoe groter de massa en de vervorming zijn, des te groter is de rolwrijvingskracht. - Luchtwrijving: FW,L: hoe groter de snelheid des te groter is de luchtwrijvingskracht. Normaalkracht: de kracht die de ondergrond op een voorwerp uitoefent, is altijd omhoog gericht loodrecht Pagina 3 van 5

4 op de ondergrond. de normaalkracht werkt loodrecht op de grond. 3. op een voorwerp kunnen meerdere krachten werken, je kunt deze krachten vervangen door 1 kracht. Oftewel je kunt krachten samenstellen. Ook kun je 1 kracht vervangen door meerdere krachten met verschillende richtingen die samen hetzelfde effect hebben, Kortom je kunt krachten ook ontbinden. Als op een voorwerp 2 of meer krachten worden uitgeoefend kun je deze krachten vervangen door 1 kracht, De netto kracht of Resultante Fr er zijn hierbij drie gevallen te onderscheiden - F1 en F2 kunnen dezelfde richting hebben, in dat geval geeft de resultante dezelfde richting aan als beide krachten. Fr is dan gelijk aan F1+F2 - De twee krachten F1 en F2 kunnen een tegengestelde richting hebben.in dat geval geeft de Resultante dezelfde richting als de grootste van de 2 krachten. De grootte van Fr is dan gelijk aan F1 F2 - In alle andere gevallen is de resultante van de krachten F1 en F2 te bepalen met een krachtenparallellogram De 2 krachten vormen 2 zijden van de parallellogram. De resultante Fr is da diagonaal in deze parallellogram en is te meten met een liniaal als de krachtstraal bekent is. Als de krachten F1 en F2 loodrecht op elkaar staan, zijn de grootheden en de richting van de resultante Fr ook te berekenen. Het krachtenparallellogram wordt dan een krachten rechthoek. De grootte van de resultante is te berekenen met de stelling van Pythagoras. Fr = F12 +F22 De richting van de resultante wordt gegeven door de hoek. De grootte bepaal je door de tangens van deze hoek te berekenen. Tan = F2 F1 Een kracht tegen de bewegingsrichting in, werkt de beweging tegen. Om het tegenwerkende effect van zo n kracht te kunnen bepalen moet je een kracht kunnen ontbinden in 2 factoren. Je vervangt dan de kracht door een kracht in de y richting en 1 in de x richting met hetzelfde effect als de oorspronkelijke kracht. Maar een kracht is alleen te ontbinden als de 2 richtingen bekend zijn. Als ze niet gegeven zijn moet je zelf een verstandige keuze maken. Ze zijn te bepalen met een krachtenparallellogram. Als de 2 gegeven of gekozen richtingen loodrecht op elkaar staan is de grootte van de krachtcomponenten ook te berekenen. Het krachtenparallellogram wordt dan een krachtenrechthoek. Is te berekenen met sinus en cosinus van de hoek. Cos = Fx : F dus Fx = F cos Sin = Fy : F dus Fy = F sin 4. krachten houden elkaar in evenwicht. Een voorwerp beweegt dan niet, toch kan een voorwerp in de situatie van krachtenevenwicht in beweging zijn. Als een voorwerp met een constante snelheid langs een rechte lijn beweegt is er ook sprake van krachtenevenwicht. Zo n beweging noemen we een eenparige rechtlijnige beweging. Het verband tussen de beweging van een voorwerp en de krachten op dat voorwerp is voor het eerst door Isaac Newton onder woorden gebracht. 1e wet van Newton: als de resultante van de krachten op een voorwerp gelijk is aan nul, is het voorwerp in rust of voert het voorwerp een eenparige rechtlijnige beweging uit. (bij krachtenevenwicht) 2e wet van Newton: als de resultante van de krachten op een voorwerp ongelijk is aan nul, verandert de grootte en/of richting van de snelheid van het voorwerp.(als er geen krachtenevenwicht is) 5. bij een draaibeweging om 1 as is er ook sprake van krachtenevenwicht. De ligging van het draaipunt is hierbij erg belangrijk Pagina 4 van 5

5 Bij een draaibeweging moet je niet alleen rekening houden met de grootte en de richting van de krachten op een voorwerp. De plaats van het aangrijpingspunt en de plaats van het draaipunt spelen ook een rol. Een voorwerp draai alleen als de het aangrijpingspunt en het draaipunt niet samenvallen. En het effect op de draaibeweging hangt bovendien af van de afstand van de kracht tot het draaipunt. De arm van een kracht f is de loodrechte afstand van het draaipunt tot de werklijn van de kracht. De draaibeweging van een voorwerp wordt bepaald door het product van de arm en de kracht. Dit wordt het krachtmoment genoemd M = F r Met M als krachtmoment in Nm, F de kracht in Newton en r de arm van de kracht in meters. Als aangrijpingspunt wordt vaak het zwaartepunt gekozen. Als 2 krachtmoment even groot zijn en zorgen voor een draaiing in tegengestelde richting is er sprake van momentenevenwicht. Ml = Mr Pagina 5 van 5