Samenvatting Natuurkunde 1 HAVO Beweging

Transcriptie

1 Beweging Samenvaing Nauurkunde HAVO Eenparig rechlijnige beweging a Eenparig versnelde rechlijnige beweging a a = consan a = 0 m/s Oppervlake = v = 0 m/s Oppervlake = v v v v = consan v() = a Oppervlake = x Seilheid = a = 0 m/s Oppervlake = x Seilheid = a = consan x x() = v x Seilheid van de raaklijn= v() X() = ½ a Seilheid = v = consan

2 Le bij he bepalen van de seilheid en de oppervlake goed op of hij posiief of negaief is. Afgelegde weg is de afsand die werkelijk is doorlopen, di is geen vecor Verplaasing is de kors mogelijke afsand ussen begin- en eindpun, (eindpun beginpun), di is een vecor Vrije val (invloed van (luch)wrijving is e verwaarlozen) Vrije val is een eenparig versnelde beweging, de valversnelling is consan (9,8 m/s² in Nederland). Een vrije val verloop voor alle voorwerpen me massa, ongeach hoe groo die massa is, welke vorm ze hebben en welke dichheid of afmeing, op dezelfde manier. Een horizonale worp is op e splisen in een vericale vrije valbeweging zonder beginsnelheid en een horizonale eenparige beweging. De snelheid heef dan ook een vericale en een horizonale componen. De oale snelheid is de vecoriele som van beide componenen. Krachen Symbool: F Eenheid: Newon (N) Een krach kun je nie zien, alleen de uiwerking van de krach is waar e nemen. Een krach kan een voorwerp vervormen, of he een snelheidsverandering geven. O.a. me een veerunser kun je krachen meen. Een krach is een vecor en heef een aangrijpingspun en een grooe. Krachen kun je opellen; je vind dan de somkrach of resulerende krach, bijvoorbeeld door de kop-aan-saar mehode (zie hiernaas). Krachen kunnen worden onbonden langs wee assen. F F o Eerse we van Newon: Massa is raag Massa heef de neiging snelheidsveranderingen egen e werken, meer massa ~ groere raagheid. Als de resulane krach nul is, dan verander de snelheid van he voorwerp nie: Nie qua grooe en nie qua riching. F Tweede we van Newon: F res = m a Me: F res is de resulerende krach op he voorwerp m = de massa van he voorwerp Zwaarekrach De aanrekkende krach die een voorwerp van de aarde ondervind is gegeven door: F z = m g Me: F z = zwaarekrach g = valversnelling (graviaieversnelling) = 9,8 m/s Veerkrach F v C u Me: F v = veerkrach C = veerkonsane in N/m u = uirekking in m Normaalkrach De normaalkrach is de krach die de ondergrond op een voorwerp uioefen. De normaalkrach saa alijd loodrech op de ondergrond.de normaalkrach is precies zo groo da he voorwerp nie beweeg in de riching loodrech op de ondergrond.

3 Momenen Symbool: M Eenheid: Newon meer (Nm) Krachen hebben een werklijn. De werklijn lig in he verlengde van de vecor. De zwaarekrach grijp aan in he zwaarepun van een voorwerp. Ieder voorwerp heef een zwaarepun (da nie persé binnen he voorwerp hoef e liggen). He momen van een krach en opziche van he draaipun is he produc van krach en arm. De arm van een krach is de loodreche afsand van he draaipun o de werklijn van de krach. werklijn krach arm draaipun Me: M F r M = momen in N m F = krach in N r = arm = korse afsand van draaipun o werklijn van de krach Hefbomen Voorwerpen die rond een as kunnen draaien heen hefbomen. Wanneer een hefboom in rus is, is de som van de momenen van de krachen die op de hefboom werken gelijk aan nul. M 0 Ofewel: De som van de momenen die zorgen voor een draaiing linksom is gelijk aan de som van de momenen die zorgen voor een draaiing rechsom. M l M r Een voorwerp is in evenwich als aan de volgende voorwaarden voldaan is: M 0 én Arbeid Symbool: W Eenheid: Joule (J) F 0 Wanneer een krach zorg voor een verplaasing, dan verrich die krach arbeid. Arbeid is he produc van krach en verplaasing: W F s waarbij F en s in elkaars verlengde liggen Me: W = arbeid in N m = J (Joule) F = krach in N, di is een vecor s = verplaasing in m, di is een vecor De arbeid van de zwaarekrach op een voorwerp is gegeven door: W z m g h Me: h = he hoogeverschil ussen begin- en eindpun van de baan van he voorwerp Energie Symbool: E Eenheid: Joule (J) Voor he verrichen van arbeid is energie nodig. Er zijn verschillende sooren energie, bijvoorbeeld bewegingsenergie (kineische energie), inwendige energie, sralingsenergie, elekrische energie, veerenergie, zwaare-energie, magneische energie, kernenergie. Kineische energie (bewegingsenergie):

4 E k m v Zwaare-energie: Veerenergie: E z E v m g h C u We van behoud van energie De oale hoeveelheid energie blijf alijd consan. Verschillende vormen van energie kunnen in elkaar overgaan maar he oaal blijf alijd hezelfde. Bij veel processen zal er een deel van de energie ongewens omgeze worden in warme. Deze warme el ook mee in de we van behoud van energie. Vermogen Symbool: P Eenheid: Wa (W) Vermogen is de hoeveelheid arbeid of energie die per seconde word verrich of omgeze. W P P E Rendemen He rendemen geef aan welk percenage van de oegevoegde energie (of he oegevoegde vermogen) nuig word gebruik Enuig Pnuig 00% of 00% E P oegevoegd oegevoegd Opica!! Di onderdeel verval in he examen Nauurkunde van 005. Er worden dus geen vragen geseld over erugkaasing, breking, lenzen, lenzenformules en he oog. Warme en energie Soffen kennen we in drie fasen: vas, vloeibaar of als gas. He absolue nulpun is -73,5 graden Celsius, ofewel 0 Kelvin. He verband ussen Kelvin en Celsius: T (in K) is (in C) Dichheid Symbool: Eenheid: kg/m 3 Alle soffen hebben een dichheid: Me: m V ρ = dichheid m= massa V = Volume Als de kineische energie van deeljes (moleculen) sijg, sijg de emperauur van de sof. Warmeoverdrach kan plaasvinden door geleiding, sroming en/of sraling.

5 Geleiding: Door onderlinge bosingen geven moleculen warme door aan hun buurdeeljes. Mealen zijn erg goede geleiders, gassen erg sleche. Sroming: Moleculen nemen inwendige energie mee en geven die elders weer af. Sraling: Alle voorwerpen zenden sraling ui, de een meer dan de ander afhankelijk van zijn vorm, emperauur en oppervlak. Warmeranspor door sraling heef geen medium nodig, he gaa ook door vacuüm. Soorelijke warme Symbool: c Eenheid: J/(kg K) Di is hoeveel Joule warme een sof moe opnemen om kg van die sof K in emperauur e laen sijgen. Me: Q m c Q = hoeveelheid oe- of afgevoerde warme m = massa in kg = emperauurverschil Warmecapaciei Symbool: C Eenheid: J/K Di is hoeveel Joule warme een voorwerp moe opnemen om K in emperauur e sijgen. Q C Wanneer een voorwerp afkoel, verlies he warme. Diezelfde warme word door een ander voorwerp of de omgeving opgenomen: Q opgenomen Q afgesaan Elekriciei Elekrische lading kan posiief (+) of negaief (-) zijn. Gelijksoorige lading soo elkaar af, ongelijksoorige lading rek elkaar aan. In geleiders kan lading zich verplaasen onder invloed van een poeniaalverschil, in isolaoren nie. De aarde dien als groe onlader: Een lading verdwijn wanneer de geladen geleider me de aarde word verbonden. Een elekron heef een lading van e =, C (Binas 7). Di is de elemenairlading. Voor een elekrische sroom is nodig: -een spanningsbron die een poeniaalverschil (spanning) handhaaf -een gesloen geleidende kring Geleiding kan alleen wanneer vrij beweegbare ladingsdragers (elekronen, ionen) aanwezig zijn. Sroom (I) loop van pluspool naar minpool door de kring. Elekronen lopen van - naar + door de kring. De eenheid van I is Ampère (A) : A = C/s In een knooppun is de som van de oe- en afvloeiende sromen gelijk aan nul, m.a.w. Er sroom evenveel naar he pun oe als da er weg sroom. Weersand De We van Ohm geef de verhouding aan ussen de spanning over de geleider en de sroom erdoor. Me: U I R U = spanning (V) I = sroomserke (A) R = weersand ( ) Voor de weersand van een meaaldraad geld: Me: l R A R = weersand ( )

6 ρ = soorelijke weersand ( m) (saa in Binas) l = lenge draad (m) A = doorsnede van de draad (m ) Een NTC is een emperauurgevoelige weersand: als de emperauur sijg, daal de weersand, en andersom. Een LDR is een lichgevoelige weersand: hoe meer lich er op val, hoe lager de weersand. Een diode is een elemen da de sroom maar in één riching doorlaa. De andere riching word de sperriching genoemd. Serieschakeling van weersanden: Door elke weersand dezelfde sroom Spanning verdeel zich evenredig over de weersanden De vervangingsweersand: R v R R... Parallelschakeling van weersanden: Over elke weersand dezelfde spanning Sroom verdeel zich omgekeerd evenredig over de weersanden Vervangingsweersand berekenen me: R v Elekrisch vermogen en dus: kwh = 3,6 MJ R R U P U I R... I E P U I R Fysische informaica Signalen Een coninu signaal kan alle mogelijke waarden ussen bepaalde grenzen aannemen. Een discree signaal kan slechs een beperk aanal waarden ussen wee grenzen aannemen. Sysemen Een meesyseem doe een meing en geef daarvan he resulaa als uivoer. Een suursyseem doe een meing en naar aanleiding van die meing volg er al dan nie een signaal (zoemer, alarm, lichsignaal). Een regelsyseem doe een meing en naar aanleiding van die meing volg een acie die de gemeen grooheid zal beïnvloeden: de erugkoppeling. Sensoren De gevoeligheid van een sensor is: U/ (fysische grooheid), en de eenheid is dus v/(eenheid van de bijbehorende grooheid) De lineariei van een sensor geef aan in hoeverre de ijkgrafiek lineair is. He bereik van de sensor geef he gebied waarbinnen de sensor zinvol kan meen Verwerkers De comparaor vergelijk he inkomende signaal me een refereniewaarde. Als he inkomende signaal hoger is dan geef de comparaor een hoog signaal. De inveror maak van een hoog signaal een laag signaal en andersom. De OF-poor geef een hoog signaal als minimaal één van de ingangen hoog is. De EN-poor geef een hoog signaal als alle ingangen hoog zijn.

7 De geheugencel heef een uigang en wee ingangen (se en rese). Wanneer de se hoog word, word di signaal onhouden, ne zolang o de rese een keer hoog word. De se is serker dan de rese. De eller el de pulsen die aangeboden worden. Hij el alleen als he inkomende signaal van laag naar hoog gaa.. De AD-omzeer maak van een analoog signaal een digiaal signaal, een geal op de uigang. De waarheidsabellen van de verschillende onderdelen saan in Binas 97 Radioaciviei Een aoomkern is opgebouwd ui posiief geladen proonen en neurale neuronen. In een aoomkern geld: Me: A Z N A = massageal Z = aoomnummer N = aanal neuronen Isoopen hebben een zelfde aoomnummer maar een verschillend aanal neuronen en dus een ander massageal. Bij kernreacies geld: He oale aanal kerndeeljes blijf gelijk De oale kernlading blijf gelijk Sooren kernsraling -sraling besaa ui heliumkernen: proonen en neuronen. -deeljes hebben een groe massa, zijn -waardig posiief geladen, dus een groo ioniserend vermogen, en hebben een klein doordringend vermogen. De energie van he -deelje is karakerisiek voor de isooop. - -sraling besaa ui zeer snelle elekronen, heef een kleine massa en is eenwaardig negaief geladen. He heef een groo doordringend vermogen. -sraling besaa ui elekromagneische sraling, en heef een zeer groo doordringend vermogen. -sraling lijk veel op Röngensraling maar Röngensraling kom nie ui de kern van he aoom. Bovendien is Röngensraling minder energierijk. Aanonen van sraling Een badge is een sukje foografische plaa. Deecie van sraling kan alleen acheraf. De Geiger-Müllereller besaa ui een cilinder me binnenin een pen. Tussen pen en wand saa een hoge spanning. Ioniserende deeljes zorgen voor een doorslag die geregisreerd kan worden me een eller of een luidspreker. De aciviei A is he aanal kernen da per seconde verval. De eenheid is de Becquerel (Bq). De halveringsijd / is de ijd die he een radioacieve aoomsoor kos om de aciviei me de helf erug e brengen. Hoe groer de halveringsijd, hoe groer de sabiliei van aomen. Maar ook is / de ijd die he kos om he aanal acieve kernen in een preparaa o de helf erug e brengen. Sralingsdosis Deze saa voor hoeveel sralingsenergie er per kg besraalde massa word geabsorbeerd. De eenheid is de Gray: Gy = J/kg. Dosisequivalen = sralingsdosis maal kwalieisfacor. Eenheid: Siever: Sv = J/kg.