Heel uitgebreide samenvatting van Initiatie materiaalleer (1BASEM1) gegeven door Mr. Belmans. In paars aangeduid staan steeds gegevens die vanbuiten gestudeerd moeten worden.
Initiatie Materiaalleer
1. Deel N(atuurkunde)
1.1. Krachten
Een kracht (F in Newton) is elke oorzaak van vervorming of verandering v/d bewegingstoestand v/e voorwerp.
• Statisch (→ vervorming)
• Dynamisch (→ beweging)
└> van versnelling (a) in m/s²
Krachten zijn vectorgrootheden (→ Grootte én richting)
Vb. F = 250,0 kN
Variabele Maatgetal BC Maateenheid
Vectoren zijn optelbaar/aftrekbaar d.m.v. de vectoroptelling
De massa (m in g) v/e voorwerp is:
• De grootheid ~ met de hoeveelheid materie v/h voorwerp
• De ∑ v/d massa v/ alle deeltjes
• Het product v/d hoeveelheid deeltjes (n in mol) met de molaire massa (M in g/mol)
m=M∙n
1 mol is de hoeveelheid stof van een systeem dat evenveel deeltjes bevat als er atomen zijn in 12 g koolstof-12
1 mol telt 6,02214.1023 deeltjes (constante van Avogadro)
De eenheid van massa, u (unity) is gedefinieerd als 1/12 x de massa van het C-12 atoom = 1,66054.10-24g
Eén atoom C-12 heeft een massa van 12u = 1,99265.10-23g
→ Eén mol C-12 heeft een massa van: 6,02214.1023.12u = 12 g
m
Van massa naar Volume: ρ = m = V∙ρ
V
Praktische definitie van kg: ρwater = 1000 kg/m³ bij 4 °C
Wetten van Newton:
1. Een voorwerp waarop geen resulterende kracht werkt (Fr= 0), is in rust of beweegt zich rechtlijnig voort
met constante snelheid (v= cte, a=0)
2. F ⃗ = ma⃗ in N (=1kg∙m/s²)
3. Actie en Reactie
4. Gravitatiewet: F1 = F2 = Fz = (G . m1. m2)/r met gravitatieconstante G =6,67.10-11Nm²/kg²
2
g = G ∙ ma/ra = 9,81 m/s² ≈ 10 m/s² = valversnelling/zwaarteveldsterkte
→ Fz= G(ravitaite) = m∙g (vector gericht naar middelpunt v/de aarde)
De druksterkte (fc ) of treksterkte (ft ) van een materiaal is de druk/trek (spanning) in MPa die het materiaal kan
weerstaan vooraleer het bezwijkt of breekt.
(→ karakteristieke waarde wordt bepaald d.m.v. druk (fck ) –en trekproeven (ftk) op proefstukken (95%))
Vb. Beton is veel sterker in druk dan in trek (x10), daarom werkt men in de bouw met gewapend beton
Druksterkte Treksterkte
30 -200 3 – 20
,Oefeningen:
Welk materiaal zal bezwijken bij een betonblok van 100 m hoog en 1 m²?
Welk materiaal zal bezwijken bij een betonblok van 100 m hoog en 4 m² oppervlakte?
Welk materiaal zal bezwijken bij een betonblok van 1000 m hoog en 1 m² oppervlakte?
, 1.2. Warmte en Licht
Warmte (Q in J of N.m) is de energie-uitwisseling tussen systemen die niet in thermisch evenwicht zijn.
Warmtestroom (φ in W of J/s) is de warmte-uitwisseling per tijdseenheid.
Warmtestroomdichtheid (q in W/m² of J/s.m²) is de warmtestroom per oppervlakte-eenheid.
Warmtetransport
• Geleiding (= conductie): warmtetransport door snel-trillende moleculen die hun energie afgeven aan
traag-trillende moleculen én bij metalen door de beweging van vrije elektronen
• Convectie: warmtestroming in een fluïdum (vloeistof/gas) door een verschil in temperatuur
→ Vrije convectie: ∆densiteit
→ Gedwongen convectie: opgelegd verschil in druk
Door warmtetoevoer/afvoer bijvoorbeeld door contact met een oppervlak verandert de densiteit van
het fluïdum en ontstaat stroming.
• Straling: Transport van energie door elektromagnetische straling (geen medium nodig)
→ 1353 W/m² (= zonneconstante) bereikt onze atmosfeer
Temperatuur is een maat voor de bewegingsenergie van moleculen en atomen.
Temperatuur is een scalaire grootheid (geen richting).
• Θ in °C (Celsiusschaal)
0°C = smeltpunt van water, 100°C kookpunt van water
• T in K (Kelvinschaal)
0K = -273,15°C : absolute nulpunt, deeltjes trillen niet
λ-waarde is de warmtegeleidingscoëfficiënt van een materiaal:
Geeft aan hoeveel warmte er door een materiaalelement gaat van 1 m² groot en 1 m dik bij een ΔT = 1 K
Vb. λ rotswol = 0.035 W/mK
Grotere λ = betere geleiding = slechtere isolatie
R-waarde = warmteweerstand van een materiaallaag of constructie-element (ZIE DIA’S 44-51)
• Homogene laag: R = d/λUI in m²K/W
met d = dikte van de homogene laag in de richting van het warmtetransport
met λui = warmtegeleidingscoëfficiënt [W/(mK)] (Ui: U= rekenwaarde, i= voor binnen toepassing)
• Uit homogene lagen samengestelde wand: ∑Rn
→
EM spectrum:
Elektromagnetische straling is de voortplanting door de ruimte van elektrische en magnetische trillingen.
→ In vacuüm aan de lichtsnelheid c = 299 792 458 m/s
Zichtbaar licht: 380 nm (violet) en 780 nm (rood)
→ Natuurlijk zichtbaar licht (42%) is evenwichtig samengesteld over alle golflengtes.
→ Menselijke fabricaties creëren verkleuring.
Vb. Gasontladingslampen 400-500nm
Gloeilampen 600-700nm
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper sobuke. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €8,49. Je zit daarna nergens aan vast.
