Fysica voor Beginners. Deel 1

Vergelijkbare documenten
Fysica voor Beginners. Deel 1

2.1 Bepaling van een eenparige rechtlijnige beweging...39

Deel 1 : Mechanica. 2 de jaar 2 de graad (2uur) Inhoudstafel. - a -

V A D E M E C U M M E C H A N I C A. 2 e 3 e graad. Willy Cochet Pagina 1

4. Maak een tekening:

Extra proeven onderofficier weerkundig waarnemer

Klassieke en Kwantummechanica (EE1P11)

Inhoud. 1 Inleiding energie 19

Fysica: mechanica, golven en thermodynamica PROEFEXAMEN VAN 12 NOVEMBER 2008

2de bach HIR. Optica. Smvt - Peremans. uickprinter Koningstraat Antwerpen EUR

STUDIERICHTING:... NAAM:... NUMMER:... VOORNAAM:... SCHRIFTELIJKE OVERHORING VAN 23 JANUARI 2006 MECHANICA

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2013 TOETS APRIL :00 12:45 uur

CVO PANTA RHEI - Schoonmeersstraat GENT

Examen mechanica: oefeningen

NAAM:... OPLEIDING:... Fysica: mechanica, golven en thermodynamica PROEFEXAME VA 3 OVEMBER 2009

Begripsvragen: Cirkelbeweging

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2014 TOETS APRIL uur

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2019 TOETS APRIL 2019 Tijdsduur: 1h45

Topic: Fysica. Dr. Pieter Neyskens Monitoraat Wetenschappen Assistent: Erik Lambrechts

Fysica. Indien dezelfde kracht werkt op een voorwerp met massa m 1 + m 2, is de versnelling van dat voorwerp gelijk aan: <A> 18,0 m/s 2.

jaar: 1989 nummer: 25

Uitwerkingen 1. ω = Opgave 1 a.

Samenvatting Natuurkunde Syllabus domein C: beweging en energie

NATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE. Tweede ronde - theorie toets. 21 juni beschikbare tijd : 2 x 2 uur

Bereken de luchtdruk in bar op 3000 m hoogte in de Franse Alpen. De soortelijke massa van lucht is 1,2 kg/m³. De druk op zeeniveau bedraagt 1 bar.

Tentamen Mechanica ( )

****** Deel theorie. Opgave 1

ALGEMEEN 1. De luchtdruk op aarde is ongeveer gelijk aan. A 1mbar. B 1 N/m 2. C 13,6 cm kwikdruk. D 100 kpa.

T G6202. Info: auteur: Examencommissie Toelatingsexamen Arts en Tandarts, bron: Juli 2015, id: 11941

Inleiding kracht en energie 3hv

T HEORIE a FYSICA c i s Fy

Theorie windmodellen 15.1

aluminium 2,7 0, ,024 ijzer 7,9 0, ,012

Module Aerodynamica ADY03 Reader aerodynamica, Bijlage symbolenlijst

Herhalingsopgaven 6e jaar

Een bal wegschoppen Een veer indrukken en/of uitrekken Een lat ombuigen Een wagentjes voorduwen

Statica (WB/MT) college 1 wetten van Newton. Guido Janssen

Exact periode Youdenplot Krachten Druk

VAK: Mechanica - Sterkteleer HWTK

Q l = 23ste Vlaamse Fysica Olympiade. R s. ρ water = 1, kg/m 3 ( ϑ = 4 C ) Eerste ronde - 23ste Vlaamse Fysica Olympiade 1


Juli blauw Vraag 1. Fysica

Notaties 13. Voorwoord 17

Examen H1B0 Toegepaste Mechanica 1

ELEKTROMAGNETISCHE STRALING

Naam (plus beschrijving) Symbool Eenheid Formules. Druk = kracht per eenheid van oppervlakte p (N/m² = ) Pa

Deze Informatie is gratis en mag op geen enkele wijze tegen betaling aangeboden worden. Vraag 1

Mechanica - Sterkteleer - HWTK PROEFTOETS versie C - OPGAVEN en UITWERKINGEN.doc 1/16

Examentraining Leerlingmateriaal

a. Bepaal hoeveel langer. b. Bepaal met figuur 1 de snelheid waarmee de parachutist neerkomt.

jaar: 1989 nummer: 17

Vraag januari 2014, 13u30 r-nummer:... naam:...

Begripsvragen: Elektrisch veld

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT Faculteit der Civiele Techniek en Geowetenschappen

1 VRIJE TRILLINGEN 1.0 INLEIDING 1.1 HARMONISCHE OSCILLATOREN het massa-veersysteem. Hoofdstuk 1 - Vrije trillingen

XXX INTERNATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE PADUA, ITALIË THEORIE-TOETS

m C Trillingen Harmonische trilling Wiskundig intermezzo

Naam : F. Outloos Nummer : 1302

In augustus 2014 verschijnt de herwerking van het infoboek en van werkboek 1 Theoretische Mechanica - 2de graad.

2 Van 1 liter vloeistof wordt door koken 1000 liter damp gemaakt.

formules havo natuurkunde

Hoofdstuk 1: Ideale Gassen. Hoofdstuk 2: Warmte en arbeid. Hoofdstuk 3: Toestandsveranderingen bij ideale gassen

toelatingsexamen-geneeskunde.be

Fysica voor Beginners. Deel 4: oefeningen

Een bal wegschoppen Een veer indrukken en/of uitrekken Een lat ombuigen Een wagentjes voorduwen

Feedback op het examen Algemene natuurkunde 1 Januari 2014

VAK: natuurkunde KLAS: Havo 4 DATUM: 20 juni TIJD: uur TOETS: T1 STOF: Hfd 1 t/m 4. Opmerkingen voor surveillant XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

(fonsvendrik.nl 2018)

Het berekenen van de componenten: Gebruik maken van sinus, cosinus, tangens en/of de stelling van Pythagoras. Zie: Rekenen met vectoren.

Eindronde Natuurkunde Olympiade 2016 theorietoets deel 1

Auteur(s): H. Faber Titel: Reactie op: Het klappende van de schaats Jaargang: 16 Jaartal: 1998 Nummer: 4 Oorspronkelijke paginanummers:

Uitwerking Oefeningen Speciale Relativiteitstheorie. Galileitransformaties. versie 1.3, januari 2003

Uitwerking Tentamen Klassieke Mechanica I Dinsdag 10 juni 2003

KINEMATICA 1 KINEMATICA

Inhoudsopgave. Voorwoord... Lijst van tabellen... Lijst van symbolen... Deel I Vectorrekening 1

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN VWO 2015

Formule blad College Stromingsleer Wb1220

Welke van de drie onderstaande. figuren stellen een isobare toestandsverandering van een ideaal gas voor?

Unificatie. Zwakke Kracht. electro-zwakke kracht. Electriciteit. Maxwell theorie. Magnetisme. Optica. Sterke Kracht. Speciale Relativiteitstheorie

Vlaamse Fysica Olympiade Eerste ronde

tijd [n*t1] hoek (rad) tijd [n*t2] hoek (rad) 0 0,52 0 0,52 1 0,40 1 0,46 2 0,30 2 0,40 3 0,23 3 0,34 4 0,17 4 0,30 5 0,13 5 0,26 6 0,1 6 0,23

Samenvatting Natuurkunde Samenvatting 4 Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen

Dit tentamen bestaat uit vier opgaven. Iedere opgave bestaat uit meerdere onderdelen. Ieder onderdeel is zes punten waard.

Eindronde Natuurkunde Olympiade theorietoets deel 1

Team name:solarmatic. Group:AM13. Team members: Thomas Deliens Michaël Op de Beeck Renaud Peeters Tom Salens Jens Sneyers Karel Winderickx.

Mkv Dynamica. 1. Bereken de versnelling van het wagentje in de volgende figuur. Wrijving is te verwaarlozen. 10 kg

Formules voor Natuurkunde Alle formules die je moet kennen voor de toets. Eventuele naam of uitleg

LEERWERKBOEK IMPULS 2. L. De Valck J.M. Gantois M. Jespers F. Peeters. Plantyn

Wat gaan we doen? Koken van water: wat gebeurt er ( temperatuur, energie, druk) Leren opzoeken in stoomtabellen. Diagrammen van water en stoom

Ze wordt aangeduid met het woordje uitbreiding in de titelbalk. De moeilijkheidsgraad van de opgaven is aangeduid met een kleurgradatie:

Examen Algemene natuurkunde 1, oplossing

Eenparige cirkelvormige beweging

GROEP 1. Naam : F. Outloos Nummer (zie kladblad): A B D B E D C C

Examen Algemene Natuurkunde 1-7 september 2017

a. Bepaal hoeveel langer. b. Bepaal met figuur 1 de snelheid waarmee de parachutist neerkomt.

Tentamen Klassieke Mechanica a, 12 juni 2015, 14u00 17u00. Let op lees onderstaande goed door!

je kunt T ook uitrekenen via 33 omwentelingen in 60 s betekent 1 omwenteling in 60/33 s.

Vraag 1 Vraag 2 Vraag 3 Vraag 4 Vraag 5

Transcriptie:

Beknopte handleiding Fysica voor Beginners Deel 1 Uitgave 2016-2 Auteur HC jyn886@telenet.be

Inhoudsopgave 1 Vectoren 9 1.1 Inleiding....................................... 9 1.2 Samenstellen van vectoren die in eenzelfde punt aangrijpen............ 10 1.3 Samenstellen van evenwijdige vectoren........................ 11 2 Voorwerpen in rust of statica 13 2.1 Inleiding....................................... 13 2.2 Moment en koppel.................................. 14 2.3 Hefbomen...................................... 15 2.4 Reactiekrachten bij een balk belast met één puntlast................ 15 2.5 Reactiekrachten bij een balk belast met meerdere puntlasten........... 16 2.6 Krachten en koppels bij een lier........................... 17 3 Bewegingsleer of kinematica 19 3.1 Inleiding....................................... 19 3.2 Parameters van een beweging............................ 19 3.3 De wetten van Newton............................... 20 3.4 Eenparige beweging................................. 20 3.5 Verband tussen afgelegde weg, snelheid en versnelling............... 20 3.6 Rechtlijnige beweging in een xy-assenstelsel..................... 21 3.7 Cirkelvormige beweging............................... 22 3.7.1 Inleiding................................... 22 3.7.2 Omtrek en oppervlakte van een cirkel.................... 22 3.7.3 Radialen en booglengte........................... 22 3.7.4 Analogie tussen rechtlijnige en cirkelvormige beweging........... 23 3.7.5 Belangrijke formules van de cirkelvormige beweging............ 23 3.7.6 De tangentiële en radiale componenten................... 24 3.7.7 Hoeksnelheidsvector en de rechterhand regel voor de hoeksnelheidsvector. 25 3.7.8 Hoekversnellingsvector............................ 25 3.8 Verticale worp, schuine worp, horizontale worp en vrije val............. 25 3.8.1 Belangrijk.................................. 25 3.8.2 Zwaartekrachtversnelling.......................... 26 3.8.3 Verticale worp................................ 26 2

3.8.4 Schuine worp................................ 26 3.8.5 Horizontale worp van op een hoogte.................... 27 3.8.6 Impactsnelheid bij verticale val....................... 28 3.8.7 Val van grote hoogte - luchtweerstand................... 28 3.8.8 Weerstandscoëfficiënt van voorwerpen tov luchtstroming......... 29 3.9 Kracht........................................ 29 3.9.1 Algemeen.................................. 29 3.9.2 Gewicht................................... 30 3.9.3 Aantrekkingskracht van voorwerpen onderling............... 30 3.9.4 Centrifugale kracht.............................. 31 3.9.5 Centripetale kracht.............................. 31 3.9.6 De volledige definitie van kracht...................... 32 3.10 Toepassingen op krachten.............................. 32 3.10.1 Een auto rijdt door een bocht........................ 32 3.10.2 Wanneer gaat een auto uit de bocht.................... 34 3.10.3 Wanneer rolt een auto zijdelings uit de bocht............... 35 3.10.4 Roller coaster................................ 35 3.10.5 Waarom vliegt een vliegtuig......................... 37 3.10.6 De centripetale kracht die op de maan inwerkt............... 37 3.10.7 Satellietsnelheid, -baan en -omlooptijd................... 37 3.11 Energie........................................ 38 3.11.1 Inleiding................................... 38 3.11.2 Soorten energie............................... 38 3.11.3 Behoud van energie............................. 39 3.11.4 Potentiële energie.............................. 39 3.11.5 Kinetische energie.............................. 40 3.11.6 Mechanische energie............................. 40 3.11.7 Wrijvingsenergie............................... 40 3.11.8 Toepassing wrijving: schaatsen........................ 41 3.11.9 Toepassing potentiële energie: roodverschuiving door zwaartekracht.... 41 3.12 Arbeid........................................ 42 3.13 Vermogen...................................... 43 3.14 Hoeveelheid beweging of impuls........................... 43 3.14.1 Definitie................................... 43 3.14.2 Toepassing hoeveelheid beweging: snelheid van een kogel......... 43 3.15 Krachtstoot..................................... 45 3.16 Botsingen...................................... 45 3.16.1 Inleiding................................... 45 3.16.2 Elastische botsingen............................. 45 3.16.3 Volkomen on-elastische botsing....................... 47 3.17 Traagheid en traagheidsmoment........................... 48 3.17.1 Traagheid.................................. 48 3

3.17.2 Traagheidsmoment bij cirkelvormige beweging............... 48 3.17.3 Traagheidsmoment een cilinder....................... 48 3.17.4 Traagheidsmoment van een bol....................... 48 3.17.5 Traagheidsmoment na verschuiving van de traagheidssas......... 49 3.17.6 Traagheidsmoment: analogie lineaire en ronddraaiende beweging..... 49 3.17.7 Enkele veel voorkomende traagheidsmomenten............... 49 3.18 Ronddraaiende bewegingen............................. 50 3.18.1 Analogie rechtlijnige en cirkelvormige beweging.............. 50 3.18.2 Doorlopen hoek, hoeksnelheid en hoekversnelling.............. 51 3.18.3 Koppel of moment............................... 51 3.18.4 Koppelvector van een draaiend voorwerp en rechterhand regel voor de koppelvector.................................. 51 3.18.5 Arbeid van een draaiend voorwerp..................... 52 3.18.6 Kinetische energie van een draaiend voorwerp............... 52 3.18.7 Hoeveelheid draaibeweging of impulsmoment................ 53 3.19 Toepassingen op ronddraaiende bewegingen.................... 53 3.19.1 Impulsmoment van een neutronensterren.................. 53 3.19.2 Koppel en traagheidsmoment van een DVD-schijfje............ 54 3.19.3 Hoekversnelling van een wiel........................ 55 3.19.4 Twee rollende cilinders............................ 56 3.20 Andere vormen van energie en aanverwante begrippen............... 57 3.20.1 Warmte-energie............................... 57 3.20.2 Chemische energie.............................. 57 3.20.3 Geluidsenergie................................ 57 3.20.4 Elektromagnetische golven......................... 57 3.20.5 Intensiteit.................................. 58 3.20.6 Doppler effect................................ 59 3.20.7 Toepassingen op geluid........................... 59 3.21 Toepassingen op energie en vermogen....................... 60 3.21.1 De maximum snelheid van een auto.................... 60 3.21.2 De ontsnappingssnelheid van een voorwerp.................. 61 3.21.3 Toepassing warmte-energie: de terugkeer van de Space Shuttle...... 63 3.22 Harmonische bewegingen.............................. 64 3.22.1 Inleiding................................... 64 3.22.2 Frequentie en periode............................ 64 3.22.3 De wet van Hooke.............................. 65 3.22.4 De sinusoïde................................. 65 3.22.5 Veer..................................... 67 3.22.6 Slinger.................................... 68 4 Vloeistof mechanica 70 4.1 Vloeistof statica................................... 70 4.1.1 Dichtheid.................................. 70 4

4.1.2 Druk..................................... 70 4.1.3 Opwaartse kracht - Archimedes........................ 71 4.1.4 Hydraulische pers............................... 71 4.1.5 Luchtdruk.................................. 72 4.1.6 Maagdenburger halve bollen......................... 73 4.1.7 Poissons-factor................................ 73 4.2 Vloeistof dynamica.................................. 73 4.2.1 Continuïteit van stroming en debiet..................... 73 4.2.2 Bernouilli................................... 74 4.2.3 Toepassingen die steunen op de vergelijking van Bernouilli......... 74 4.2.4 Het uitstromen van een vloeistof door een opening in een vat....... 75 4.2.5 De stroming in een open kanaal (de Gauckler-Manning formule)..... 76 4.2.6 De overlaat................................. 76 4.2.7 Stroming door een buis (de Hagen-Poiseuille formule)........... 77 4.2.8 Zeilen.................................... 77 5 Warmteleer 80 5.1 Thermische energie................................. 80 5.2 Fase veranderingen................................. 80 5.3 Koken......................................... 81 5.4 Verdampen....................................... 81 5.5 Warmteoverdracht.................................. 82 5.6 Uitzetting...................................... 83 5.7 Warmtestraling.................................... 84 5.8 Warmtestraling - wet van Stefan-Boltzmann.................... 84 5.9 Toepassing: Stefan-Boltzmann........................... 85 5.10 Mol - Avogadro................................... 85 5.11 De ideale gaswet................................... 85 5.12 Standaard druk en standaard temperatuur..................... 86 5.13 De snelheid van een gasmolecule.......................... 86 5.14 Thermisch evenwicht................................ 87 5.15 Polytrope oestandsveranderingen.......................... 87 5.16 Eerste wet van de warmteleer............................ 88 5.16.1 Arbeid verricht door een gas........................ 88 5.16.2 Isobar.................................... 88 5.16.3 Isochoor................................... 89 5.16.4 Isotherm................................... 89 5.16.5 Adiabaat................................... 89 5.17 Tweede wet van de warmteleer........................... 90 5.18 Thermische motoren................................. 90 5.19 De Carnot-cyclus.................................... 91 5.20 De warmtepomp.................................... 91 5.21 Koelen en afkoelingstijd............................... 92 5

5.22 De derde wet van de warmteleer.......................... 92 5.23 Toepassingen op de warmteleer........................... 93 5.23.1 Waarom het kouder aanvoelt naarmate de windsnelheid toeneemt..... 93 5.23.2 De temperatuur van een planeet...................... 94 5.23.3 De invloed van het broeikaseffect op temperatuur op aarde........ 95 5.23.4 De gegevens van sterren........................... 96 5.23.5 Een warmtepomp om het huis te verwarmen................ 97 6 Een andere kijk op grootheden 98 6.1 Lengte........................................ 98 6.2 Golflengte...................................... 99 6.3 Massa........................................ 99 6.4 Snelheid....................................... 100 6.4.1 Definitie................................... 100 6.4.2 Geluidsnelheid................................ 100 6.4.3 Lichtsnelheid.................................. 101 6.5 Versnelling....................................... 101 6.6 Kracht........................................ 102 6.6.1 Definitie................................... 102 6.6.2 Stuwkracht.................................. 102 6.6.3 De kracht van licht............................. 102 6.6.4 Artificiële zwaartekracht........................... 103 6.7 Druk......................................... 103 6.8 Dichtheid....................................... 104 6.9 Temperatuur..................................... 105 6.10 Warmtegeleiding................................... 106 6.11 Vermogen...................................... 107 6

Lijst van tabellen 3.1 Analogie tussen rechtlijnige en cirkelvormige beweging............. 23 3.2 Weerstandscoëfficiënt van voorwerpen tov luchtstroming............ 29 3.3 Wrijvingscoëfficiënten van autobanden op het wegdek.............. 34 3.4 Traagheidsmomenten bij ronddraaiende beweging................ 49 3.5 Geluidsintensiteit - equivalent voor menselijke gehoor.............. 58 3.6 Gegevens van ons zonnestelsel........................... 63 4.1 Weerstanden van een klassieke zeilboot...................... 78 5.1 Warmtegeleidingscoëfficiënt van enkele materialen................ 83 6.1 Lengtes van klein naar groot............................ 98 6.2 Massa s van klein naar groot............................ 99 6.3 Snelheden van klein naar groot.......................... 100 6.4 Versnellingen van klein naar groot......................... 101 6.5 Drukken van klein naar groot........................... 104 6.6 Dichtheden van klein naar groot.......................... 104 6.7 Temperaturen van klein naar groot........................ 105 6.8 Warmtegeleidingscoëfficiënten van klein naar groot............... 106 6.9 Vermogens van klein naar groot.......................... 107 7

Lijst van figuren 1.1 Vectoren....................................... 9 1.2 Samenstellen van vectoren met zelfde aangrijpingspunt............. 10 1.3 Samenstellen van evenwijdige vectoren....................... 11 2.1 Steunpunten..................................... 13 2.2 Moment en koppel................................. 14 2.3 Evenwicht van een hefboom............................ 15 2.4 Balk belast met één puntlast........................... 16 2.5 Balk belast met meerdere puntlasten....................... 17 2.6 Evenwicht van een lier............................... 18 3.1 Rechtlijnige beweging in xy-assenstelsel...................... 21 3.2 Horizontale worp.................................. 27 3.3 Auto in een hellende bocht............................. 33 3.4 Roller coaster.................................... 36 3.5 Snelheid van een kogel............................... 44 3.6 Botsing onder hoek................................. 46 3.7 Vectoriëel product van vectoren.......................... 52 3.8 Hoekversnelling van een wiel............................ 55 3.9 Aantrekkingskracht van hemellichamen...................... 62 3.10 Sinusoïde...................................... 66 3.11 Slinger........................................ 68 4.1 Principe van de hydraulische pers.......................... 71 4.2 Overlaat....................................... 77 5.1 De toestandsveranderingen in het pv-diagram.................. 87 8