Alle toepassingen en afgeleiden voor biofysica staan normaal gezien in dit document. De toepassingen en afgeleiden voor hoofdstukken 41 en 42 staan hier wel niet allemaal in.
Galileo’s experiment
Galileo liet 2 ballen met een verschillende massa vallen van een toren. Hij stelde vast dat de
voorwerpen ongeacht hun massa met dezelfde versnelling gaan vallen.
Op een gegeven locatie op aarde en bij afwezigheid van luchtweerstand vallen alle
voorwerpen met dezelfde constante versnelling.
Hoofdstuk 4
De wetten van Newton
1ste wet van Newton: De wet van de traagheid
Elk voorwerp blijft in rust, of blijft in een rechte lijn bewegen met een constante snelheid,
zolang er geen netto kracht op werkt
2de wet van Newton
De versnelling van een voorwerp is rechtevenredig met de nettokracht die erop werkt en
omgekeerd evenredig met de massa van het voorwerp. De richting van de versnelling is
gelijk aan de richting van de nettokracht die op het voorwerp werk
3de wet van Newton: De wet van actie en reactie
Wanneer een voorwerp een kracht uitoefent op een tweede voorwerp, oefent het tweede
voorwerp een gelijke kracht in tegenovergestelde richting uit op het eerste voorwerp
Toepassing 3de wet van Newton
Voortstuwing door raketten kan verklaard worden m.b.v. derde wet
van Newton: de raket oefent een grote kracht uit op de hete gassen
die naar buiten gestoten worden. Reactiekracht: de gassen
oefenen een even grote tegengestelde kracht uit op de raket.
Hoofdstuk 5
Microscopische studies naar de oorsprong van wrijving
Men gaat een oppervlak aftasten mbv een ultrascherpe tip. Deze
scherpe tip gaan we heen en weer laten gaan over een oppervlak.
De tip gaat een beetje dalen bij een dal en stijgen bij een bergje.
Deze kleine bewegingen van de tip worden mbv een lasersysteem
gemeten en op deze manier wordt er een soort van afbeelding
gemaakt van dit oppervlak. Wrijving wordt veroorzaakt doordat de
pieken en dalen van 2 oppervlakken in elkaar blijven haken
Wrijvingskrachten in het menselijk lichaam
Synoviale vloeistof dient als een smeermiddel om wrijving in gewrichten te verminderen
Lucht kan ook gebruikt worden als smeermiddel (vb: Hovercraft)
,Centrifuge
Een centrifuge is een toestel dat gaat draaien. Door de enorme omwentelingssnelheid en de
kleine straal kunnen we versnellingen grote versnellingen creëren. Zo kunnen we bv bloed
scheiden in zijn verschillende componenten. De centripetale kracht is verantwoordelijk voor
de versnelling
De eindsnelheid
Stel een voorwerp valt vanuit rust in lucht of vloeistof:
𝑑𝑣
Σ𝐹 = 𝑚𝑔 − 𝑏𝑣 = 𝑚 𝑑𝑡
Snelheid neemt toe ⇒ weerstandskracht neemt toe
⇒ versnelling neemt af
⇒ weerstandskracht zal uiteindelijk even groot worden als
de zwaartekracht, zodat
Experimenteel bepalen van de gravitatieconstante G
We hebben een dunne stang met aan de uiteinden twee
grote massa's. Die staaf hangt vast aan een stuk touw. Er
wordt een spiegeltje bevestigd aan het touw. Als de stang
gaat bewegen dan gaat de oriëntatie van de spiegel
veranderen. Als we met een lichtbundel schijnen op deze
spiegel, dan gaat de reflectie hiervan een klein beetje
uitwijken en landen op een schaalverdeling. Cavendish
bracht een 3de massa aan in de buurt van 1 van deze 2
massa’s. Hierdoor zal er een gravitatiekracht werken
tussen deze twee massa’s. De staaf zal een klein beetje
draaien en er zal een verschuiving zijn van de reflectie op
𝑚1𝑚2
de schaalverdeling. Door de formule 𝐹 =𝐺 2 te
21 𝑟
gebruiken kon Cavendish de waarde van de
gravitatieconstante G afleiden.
,Bepaling van de massa van de aarde (+ afleiding formule valversnelling)
Aantrekkingskracht door de aarde op een voorwerp op korte afstand
𝑚𝐴𝑚
| |
𝐹𝑔 = 𝐺 (𝑟𝐴+ℎ)²
𝑚𝐴𝑚
|𝐹𝑔| ≈ 𝐺 𝑟𝐴²
= 𝑚𝑔
𝑚𝐴
Valversnelling: 𝑔 = 𝐺 𝑟 ²
𝐴
Bepaling van de massa van de aarde:
𝑔 𝑟𝐴² 24
𝑚𝐴 = 𝐺
= 5, 9 × 10 𝑘𝑔
Hoofdstuk 7
Arbeid verricht OP en DOOR de veer
Arbeid verricht OP de veer
Stel uittrekken van 0 tot x
𝑥𝑏=𝑥
𝑊𝑃 = ∫ (𝐹𝑃(𝑥)𝑒𝑥) * (𝑑𝑥𝑒𝑥)
𝑥𝑎=0
𝑥
= ∫ 𝐹𝑃(𝑥)𝑑𝑥
0
1
= ∫ 𝑘𝑥 𝑑𝑥 = 2
𝑘𝑥²
Arbeid verricht DOOR de veer
1
𝑊𝑉 =− 2
𝑘𝑥²
Hoofdstuk 8
De wrijvingskracht is een dissipatieve kracht
𝐵 𝐵 𝐵
𝑓𝑟
𝑊𝐴𝐵 = ∫ 𝐹𝑓𝑟𝑑𝑥 =− ∫ 𝐹𝑓𝑟𝑑𝑥 =− 𝐹𝑓𝑟 ∫ 𝑑𝑥 = 𝐹𝑓𝑟𝑑
𝐴 𝐴 𝐴
, Verband tussen arbeid en potentiële energie
We zoeken de arbeid geleverd door 𝐹
𝑒𝑥𝑡
𝑊𝑒𝑥𝑡 = 𝑚𝑔(𝑦2 − 𝑦1) = ∆𝑈
de geleverde arbeid wordt opgeslagen als potentiële energie
𝐹𝑒𝑥𝑡 =− 𝐹𝐺: ∆𝑈 = 𝑊𝑒𝑥𝑡 =− 𝑊𝐺
(De externe kracht is tegengesteld aan de zwaartekracht. Dwz dat de verandering
van de pot energie gelijk is aan het tegengestelde van de arbeid geleverd door de
zwaartekracht)
= 𝑑𝑈 =− 𝐹𝐺𝑑𝑟
Lange palen in de grond slaan
Men kan lange palen in de grond slaan mbv potentiële energie. Er wordt een massa naar
boven gebracht waardoor de potentiële energie stijgt. Men laat een massa naar beneden
vallen. De massa krijgt een bepaalde versnelling waardoor de paal de grond wordt
ingeslagen
Stuwdam
Een vallei wordt afgesloten met een dam. Hierdoor ontstaat er een hoogteverschil.
Onderaan de dam laat men het water stromen door een buis. Turbines gaan beginnen
draaien onder invloed van het stromende water. De potentiële energie van het water wordt
dan omgezet naar elektrische energie.
Optimalisatie van beweging
Er wordt een model gemaakt van hoe een fietser op zijn fiets zit.
De spieren van de fietser worden voorgesteld als veren. Men
gaat berekenen uit welke positie je zoveel mogelijk kinetische
energie kan halen uit de potentiële energie die men kan
stockeren in de spieren.
Schokdemper auto
Elk wiel van een auto heeft een schokdemper. De functie hiervan is dat de schokken die de
wielen opvangen niet allemaal doorgegeven worden aan het interieur van de auto. Een
schokdemper bestaat uit 2 elementen: een veer die wordt samengedrukt als een wiel over
een hobbel rijd en de demping zodat de veer niet op en neer gaat blijven gaan.
Verband tussen potentiële energie en kracht
𝑑𝑈 =− 𝐹(𝑥)𝑑𝑥
𝑑𝑈(𝑥)
𝐹(𝑥) =− 𝑑𝑥
Atoom posities berekenen in een kristal
Als de interatomaire potentialen gekend zijn, kan met een krachtige computer de atomaire
structuur van een kristal berekend worden. We kunnen ook de inwendige structuren van
biosystemen berekenen mbv computers. Als we de inwendige structuur van biosystemen
kennen dan kunnen we dit gebruiken om de functie te achterhalen = in silico research
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller tomvanaken. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $7.47. You're not tied to anything after your purchase.
