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NOVA natuurkunde 4VWO | gymnasium 1e editie - 3 energieomzettingen samenvatting
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Natuurkunde3. Energieomzettingen
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§ 3.1 Arbeid bij hijsen
W=F∙s
W (arbeid in Nm), F (kracht in N), s (verplaatsing in m)
F & s moeten wel dezelfde richting opgaan
W = F ∙ s ∙ cos∝
F & s staan niet dezelfde richting op
W=m∙g∙h
deze formule gebruik je als je een voorwerp met constante snelheid omhoog tilt
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§ 3.2 Arbeid bij op gang komen en remmen
Als je op een voorwerp een kracht uitoefent versneld of vertraagd het voorwerp gebruik je de
formule: Fres = m ∙ a.
De afgelegde afstand bereken je dan met 𝑠 = 1⁄2 ∙ 𝑎 ∙ 𝑡 2 en de snelheid met 𝑣 = 𝑎 ∙ 𝑡.
De kracht die je uitoefent over een bepaalde afstand geeft arbeid (W = F ∙ s ∙ cos∝)
Als je al deze formules combineert krijg je bij een constante kracht de wet van arbeid en kracht
(WAK): W = 1⁄2 ∙ 𝑚 ∙ 𝑣𝑒𝑖𝑛𝑑
2
− 1⁄2 ∙ 𝑚 ∙ 𝑣𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛
2
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§ 3.3 Arbeid bij het uitdrukken van een veer
w = 0,5 ∙ C ∙ u2
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§ 3.4 Ruilen tussen energiesoorten
Door arbeid kun je iets naar een hogere positie brengen, een veer spannen of iets op gang brengen.
Omhoog schieten van een pijl:
- Spierkracht verricht arbeid door het aanspannen van de pees.
- Bij het ontspannen van de pees verricht de pees arbeid op de pijl.
- Deze arbeid zorgt voor een snelheidsverandering, waardoor de pijl omhoog schiet.
- De zwaartekracht verricht (negatieve) arbeid op de pijl.
- De hoogte neemt toe, de snelheid af.
In een systeem kan mechanische energie zijn opgeslagen in de vorm van:
- veerenergie 𝐸𝑣 = 1⁄2 ∙ 𝐶 ∙ 𝑢2
- kinetische energie 𝐸𝑘 = 1⁄2 ∙ 𝑚 ∙ 𝑣 2
- zwaarte-energie 𝐸𝑧 = 𝑚 ∙ 𝑔 ∙ ℎ
Als een kracht arbeid verricht, verandert de ene energiesoort in de andere, maar het totaal van
veerenergie, kinetische energie en zwaarte-energie blijft constant (wet van behoud van energie).
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§ 3.5 Energie om arbeid te verrichten
Om arbeid te verrichten heb je energie nodig!
Elektrische energie:
- Eel = P ∙ 𝑡 = 𝑈 ∙ 𝐼 ∙ 𝑡 -> [J] = [J/s] ∙ [s] = [V] ∙ [A] ∙ [s]
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