Een tweede punt van kritiek is dat er in de natuurkunde alleen een kracht (en geen plank) arbeid kan verrichten.



Vergelijkbare documenten
5,7. Samenvatting door L woorden 14 januari keer beoordeeld. Natuurkunde

ARBEID EN ENERGIE. Bijlage: zwaarte-energie, veerenergie, kinetische energie

Hoofdstuk 3. en energieomzetting

Hoofdstuk 4: Arbeid en energie

Uit de definitie van arbeid volgt dat de eenheid van arbeid newton * meter is, afgekort [W] = Nm.

ARBEID EN ENERGIE. Bijlage: zwaarte-energie, veerenergie, kinetische energie

Inleiding kracht en energie 3hv

Uitwerkingen van 3 klas NOVA natuurkunde hoofdstuk 6 arbeid en zo

Elektrische energie en elektrisch vermogen

Uitwerkingen van de opgaven in Basisboek Natuurkunde

Hoofdstuk 6 Energie en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Onderwijs op maat voor uitdaging en motivering Energie 2

Oefenopgaven versnelling, kracht, arbeid. Werk netjes en nauwkeurig. Geef altijd berekeningen met Gegeven Gevraagd Formule Berekening Antwoord

Natuur- en scheikunde 1, energie en snelheid, uitwerkingen

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2000-II

ENERGIE H5 par. 1 en 2 Diagnostische Toets natuurkunde uitwerkingen

HOGESCHOOL ROTTERDAM:

6.2 Elektrische energie en vermogen; rendement

Onderwijs op maat voor uitdaging en motivering Rendement2

Hoofdstuk 3. en energieomzetting

SO energie, arbeid, snelheid Versie a. Natuurkunde, 4M. Formules: v t = v 0 + a * t s = v gem * t W = F * s E Z = m * g * h F = m * a

Leerstof: Hoofdstukken 1, 2, 4, 9 en 10. Hulpmiddelen: Niet grafische rekenmachine, binas 6 de druk. Let op dat je alle vragen beantwoordt.

NATUURKUNDE. Figuur 1

Onderwijs op maat voor uitdaging en motivering Rendement2. a) Welke energieomzetting vindt er plaats?

[Samenvatting Energie]

UITWERKINGEN OEFENVRAAGSTUKKEN 5 HAVO. natuurkunde

Samenvatting snelheden en

Naam: Repetitie krachten 1 t/m 5 3 HAVO. OPGAVE 1 Je tekent een 8 cm lange pijl bij een schaal van 3 N 5 cm. Hoe groot is de kracht?

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

NASK1 - SAMENVATTING KRACHTEN en BEWEGING. Snelheid. De snelheid kun je uitrekenen door de afstand te delen door de tijd.

Arbeid, vermogen en rendement

4 Kracht en beweging. 4.1 Krachten. 1 B zwaartekracht Op het hoogste punt lijk je gewichtloos te zijn, maar de zwaartekracht werkt altijd op je.

Opgave 2 Amplitude = afstand tussen de evenwichtsstand en de uiterste stand.

Uitwerkingen opgaven hoofdstuk Verrichten van arbeid

Naam: Klas: Repetitie versnellen en vertragen 1 t/m 6 HAVO

Samenvatting NaSk 1 Hoofdstuk 5

1) Neem een blokje en meet met een krachtmeter hoeveel kracht er nodig is om een blokje op te tillen.

Stevin havo deel 2 Uitwerkingen hoofdstuk 1 Energie en arbeid ( ) Pagina 1 van 11

Module 4 Energie. Vraag 3 Een bron van "herwinbare" energie is: A] biomassa B] de zon C] steenkool D] aardolie E] bewegend water

J De centrale draait (met de gegevens) gedurende één jaar. Het gemiddelde vermogen van de centrale kan dan berekend worden:

c. Bereken van welke hoogte Humpty kan vallen zonder dat hij breekt. {2p}

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2004-II

ENERGIE & ARBEID VWO

1 Warmteleer. 3 Om m kg water T 0 C op te warmen heb je m T 4180 J nodig Het symbool staat voor verandering.

Opgaven. Opgave: Polsstokspringen a) m = ρ V

2 a De snelheid is constant, de nettokracht is nul, dus de luchtweerstand is even groot als de zwaartekracht.

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2004-II

Op basis van de tweede wet van Newton kan onderstaand verband worden afgeleid. F = m a = m Δv Δt

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2001-II

Kracht en Energie Inhoud

ATWOOD Blok A en blok B zijn verbonden door een koord dat over een katrol hangt. Er is geen wrijving in de katrol. Het stelsel gaat bewegen.

Samenvatting Natuurkunde Syllabus domein C: beweging en energie

Uitwerking examen e tijdvak

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN HAVO 2015

Impuls en stoot. De grootheid stoot Op basis van de tweede wet van Newton kan onderstaand verband worden afgeleid. F = m a = m Δv Δt.

Eindexamen natuurkunde 1 vwo 2006-II

Opgave 1 Afdaling. Opgave 2 Fietser

Examentraining Leerlingmateriaal

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2000-II

Meetfouten, afronding, voorvoegsels en eenheden

Natuurkunde in context 5H. 1 Energieomzettingen Bewegingen in de sport en het verkeer

Examen HAVO. natuurkunde 1,2. tijdvak 2 woensdag 18 juni uur. Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.

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

voorbeeld van een berekening: Uit de definitie volgt dat de ontvangen stralingsdosis gelijk is aan E m,

4,1. Samenvatting door L. 836 woorden 21 november keer beoordeeld. Natuurkunde. Natuurkunde samenvattingen Havo 4 periode 2.

warmte en licht energie omzetting elektriciteit In een lamp wordt energie omgezet

Bergtrein. Figuur 2 staat ook op de uitwerkbijlage. a. Bepaal de afstand die de trein op t = 20 s heeft afgelegd.

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

Wet van behoud van energie

Vraag 1 Vraag 2 Vraag 3 Vraag 4 Vraag 5

Werken met eenheden. Introductie 275. Leerkern 275

Studievoorbereiding. Vak: Natuurkunde voorbeeldexamen. Toegestane hulpmiddelen: Rekenmachine. Het examen bestaat uit: 32 meerkeuzevragen

Pretpark als laboratorium. Opdrachtenboekje secundair onderwijs

4 keer beoordeeld 4 maart Natuurkunde H6 Samenvatting

EXAMEN MIDDELBAAR ALGEMEEN VOORTGEZET ONDERWIJS IN 1977 MAVO4 NATUUR- EN SCHEIKUNDE I. Zie ommezijde. Vrijdag 19 augustus,

Samenvatting Natuurkunde Verwarmen en isoleren (Newton)

De hoogte tijd grafiek is ook gegeven. d. Bepaal met deze grafiek de grootste snelheid van de vuurpijl.

Krachten Hoofdstuk 1. Bewegingsverandering/snelheidsverandering (bijv. verandering van bewegingsrichting)

Theorie: Snelheid (Herhaling klas 2)

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2002-I

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2005-II

Eindexamen natuurkunde / scheikunde 1 compex vmbo gl/tl I

jaar: 1989 nummer: 25

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2001-II

ET uitwerkingen.notebook May 20, 2016

Natuurkunde in context 5H. 4 Energie en arbeid Brandstofverbruik en veiligheid in het verkeer

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

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2007-II

Elektrische energie. energie01 (1 min, 47 sec)

Eindexamen natuurkunde 1 havo 2000-I

Samenvatting NaSk 1 Natuurkrachten

Naam: Klas: Repetitie natuurkunde voor havo (versie A) Getoetste stof: elektriciteit 1 t/m 5

Naam van de kracht: Uitleg: Afkorting: Spierkracht De kracht die wordt uitgeoefend door spieren van de mens. F spier

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2006-I

Natuurkunde - MBO Niveau 4. Beweging

Tijdsduur 100 minuten. Deze toets bestaat uit 4 opgaven (54 punten). Gebruik eigen grafische rekenmachine en BINAS toegestaan. Veel succes!

10 Materie en warmte. Onderwerpen. 3.2 Temperatuur en warmte.

Theorie: Energieomzettingen (Herhaling klas 2)

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

Stevin havo Antwoorden hoofdstuk 6 Energie en arbeid ( ) Pagina 1 van 10

Transcriptie:

Uitwerkingen 1 W = F s Opgave Eenheid van arbeid: joule (symbool J). W = F s = 40,0 N 8,00 m = 30 J W 10 J F = = = 400 N s 0,300 m W 350 J s = = =,33 m F 150 N W 7300 kj s = = = 90 m =,9 km F,5 kn In de breuk valt de k in de teller weg tegen de k in de noemer. De plank oefent wel een kracht uit maar de plank is in rust. Omdat de afgelegde afstand nul is (s = 0 m), is er dus ook geen arbeid (W = 0 J). Een tweede punt van kritiek is dat er in de natuurkunde alleen een kracht (en geen plank) arbeid kan verrichten. Bij Patrick is de kracht twee keer zo klein en de afgelegde afstand twee keer zo groot. De verrichte arbeid (W = F s) is dus gelijk aan die van Kees. Manier 1: F Z = m g = 7,3 kg 9,8 N/kg = 71,5 N = F s = 71,5 N 1,85 m = 13 J W SPIER Manier : W = m g h = 7,3 kg 9,8 N/kg 1,85 m = 13 J 0 W 35000 J Uit W = m g h volgt h = = = 55 m m g 65 kg 9,8 N/kg Uitwerkingen Arbeid en energie, Arbeid, www.roelhendriks.eu 1

Uitwerkingen Voordeel: er is minder kracht nodig. Nadeel: de af te leggen afstand is groter. Opgave Voordeel vaste katrol: je kunt het touw naar beneden trekken (in plaats van naar boven). Voordeel losse katrol: je hebt maar de halve kracht nodig. Voordelen: Nadeel: Je kunt het touw naar beneden trekken. Je hebt maar de halve kracht nodig. Je moet twee keer zoveel touw innemen. W = F s = 400 N 0,0 m = 80 J W 80 J s = = = 1,6 m F 50 N W = F s = 300 N 1,0 m = 300 J W 300 J F = = = 176 N = 0,18 kn s 1,7 m a. F Z = m g = 40,8 kg 9,81N/kg = 400 N De kast hangt aan vier touwen. Elk touw neemt dus 100 N voor zijn rekening. Het touw dat je in je handen hebt, moet je dus met 100 N naar beneden trekken. b. 4 x 3,5 m = 14 m Uitwerkingen Arbeid en energie, Voorbeelden van werktuigen, www.roelhendriks.eu

Als het toerental van de trappers overgaat van 15 keer per minuut naar 45 keer per minuut, moet de trapkracht in dezelfde verhouding afnemen. 45 = 3,0 15 De nieuwe trapkracht wordt dan dus 90 N / 3,0 = 30 N De arbeid die de kracht op de auto verricht is: W = F s =,8 kn 0,50 m = 1,4 kj Voor de totale afstand die het handvat van de krik moet afleggen geldt: W 1,4 kj s = = = 56 m F 5 N Het aantal omwentelingen is dan 56 m = 6 0,90 m 0 a. 15 cm F Z = cm F m = g TOTAAL m MUZIKANT b. m TOTAAL = 10N = 900 N 900 N = = 9 kg 9,8 N/kg 9 kg 10 kg = 8 kg Z = 75 kg + 10 kg = 85 kg FZ = mtotaal g = 85 kg 9,8 N/kg = 833 N W = F s = 833 N 0,18 m = 150 J Uitwerkingen Arbeid en energie, Voorbeelden van werktuigen, www.roelhendriks.eu 3

Uitwerkingen 3 W P = t Opgave De eenheid van vermogen is watt (symbool W). Dit is gelijk aan joule per seconde. W 3000 J P = = = 10 W t 5,0 s W = P t = 700 W 5,0 s = 3500 J = 3,5 kj W 150 kj t = = = 15 s (de k s vallen tegen elkaar weg) P 10 kw W = F s = 150 N 3,0 m = 450 J W 450 J P = = = 56 W t 8,0 s Een paardenkracht (pk) is géén kracht! Betere naam: paardenvermogen. F Z = m g = 115 kg 9,81N/kg = 118 N W = F s = 118 N 39 m = 43998 J W 43998 J P = = = 733 W = 0,73 kw t 60 s Uitwerkingen Arbeid en energie, Vermogen, www.roelhendriks.eu 4

Uitwerkingen 4 De energie is de maximaal te leveren arbeid. Opgave toestand De energie is een momentopname van een systeem. De arbeid slaat op een traject. E(begin) = W = F s = 4,5 N 0,060 m = 0,7 J E(begin) = W = F s = 600 N 40 km = 4000 kj = 4 MJ W = E(begin) E(eind) = 8000 kj 5500 kj = 500 kj zwaarte-energie kinetische energie veerenergie veerenergie thermische energie (= warmte) chemische energie stralingsenergie elektrische energie = m g h = 0,60 kg 9,81N/kg 8,0 m = 47 J E Z E K 1 = m v 0 E V = C u 1 = 0,30 5,0 1 = 40 0,050 1 = 3,8 J = 0,050 J 1 = U I t = 0 V,0 A 30 s = 100 J = 1, kj E E Uitwerkingen Arbeid en energie, Energie, www.roelhendriks.eu 5

Uitwerkingen 5 Zwaarte-energie => kinetische energie + warmte Opgave Kinetische energie => warmte Chemische energie => kinetische energie + warmte Elektrische energie => stralingsenergie + warmte Chemische energie => elektrische energie + warmte Stralingsenergie => elektrische energie + warmte Chemische energie => zwaarte-energie + warmte De J is warmte geworden ten gevolge van luchtwrijving. 8 J + 15 J 5 J = 18 J = m g h = 0,31 kg 9,81N/kg 7,0 m = 1J E Z Tijdens het vallen wordt de zwaarte-energie geheel in kinetische energie omgezet. Vlak voor het neerkomen geldt dus: E K = 1 J. De snelheid v van het ei kunnen we als volgt berekenen. 1 1 E 1 0,31 K = m v = v v = 1 m/s 0 E V = C u 1 = 50 0,0 1 = 1,0 J Tijdens het wegschieten wordt de veerenergie geheel in kinetische energie van de kogel omgezet. Vlak na het wegschieten geldt dus: E K = 1,0 J. De snelheid v van de kogel kunnen we als volgt berekenen. 1 1 E 1,0 0,0 K = m v = v v = 3, m/s Uitwerkingen Arbeid en energie, Wet van behoud van energie, www.roelhendriks.eu 6

1 = m g h = 65 kg 9,81N/kg 100 m = 63765 J = 64 kj E Z Hoeveel bananen moet hij hier voor eten? 64 kj = 0,18 Dus 18% van één banaan! 350 kj Uitwerkingen Arbeid en energie, Wet van behoud van energie, www.roelhendriks.eu 7

Uitwerkingen 6 Elektrische energie => zichtbare stralingsenergie (nuttig) + warmte en onzichtbare stralingsenergie (verlies) Opgave Chemische energie => arbeid (nuttig) + warmte (verlies) Stralingsenergie => elektrische energie (nuttig) + warmte (verlies) Elektrische energie => arbeid (nuttig) + warmte (verlies) Chemische energie => elektrische energie (nuttig) + warmte (verlies) Chemische energie => arbeid (nuttig) + warmte (verlies) Chemische energie => warmte naar water (nuttig) + warmte door schoorsteen (verlies) Bij buitengebruik is alleen de stralingsenergie nuttig. De warmte die aan de omringende lucht wordt afgegeven, gaat verloren. Argument vóór: de warmte die de straalkachel afgeeft blijft in de badkamer. Argument tegen: de warme lucht is lichter en blijft vlak onder het plafond. η = W E IN 6,6 MJ 100 % = 100% = 0% 33 MJ Uitwerkingen Arbeid en energie, Het rendement van apparaten, www.roelhendriks.eu 8

0 Het nuttig vermogen is dus 1 W. 1 De arbeid is dus 13 MJ. Het verbruikte vermogen van de spaarlamp is dus 1 W. 3 Het antwoord is dus 68 W. 4 η = W E IN 400 kj 100 % = 100% = 5% 1617 kj Uitwerkingen Arbeid en energie, Het rendement van apparaten, www.roelhendriks.eu 9

5 De kracht van de voorband duwt het aandrijfwieltje steeds vooruit. Deze kracht verricht dus arbeid. 6 a. F = s W = 0,035 J 0,070 m = 0,50 N b. P NUTTIG = 0 x 0,08 J/s = 0,56 W Anders: Een omwenteling duurt 1/0 s = 0,050 s. E 0,08 J = NUTTIG PNUTTIG = = 0,56 W t 0,050 s Uitwerkingen Arbeid en energie, Het rendement van apparaten, www.roelhendriks.eu 10

Uitwerkingen 7 Opgave Negatieve Negatieve Negatieve Negatieve 0 1 a. W = F s = 150 N 0 m = 3000 J = 3,0 kj b. W = F s = 150 N 0 m = 3000 J = -3,0 kj Af Kleiner Kleiner Bij de laatste keuze kun je bijvoorbeeld denken aan een voetbal die tegen de (vlakke) achterkant van een rijdende vrachtwagen geschoten wordt. Door de snelheid van de vrachtwagen is de botsing minder heftig en keert de voetbal minder snel terug. Uitwerkingen Arbeid en energie, en negatieve arbeid, www.roelhendriks.eu 11