Natuurkunde samenvatting h1 + 3
§1.1: Bewegingen vastleggen
Met de gegevens over de plaats (x), die je uitdrukt in meter en tijd (t), die je uitdrukt in
seconden, kun je een x,t-diagram maken. Bij dit diagram staat de plaats x verticaal en de tijd
t horizontaal. Voor het beginpunt kies je meestal de oorsprong: x0 = 0 m als t = 0 s
Verplaatsing: Δx = xt - x0 = … m (Δ geeft een verschil aan)
Om langzame bewegingen vast te leggen gebruik je voor plaats een liniaal of een meetlint
en voor tijd een stopwatch. Voor snelle bewegingen gebruik je een stroboscoop of een
videometing. Een stroboscoop is een lamp die telkens korte flitsen geeft. Op de stroboscoop
kun je dus meten waar het voorwerp is tijdens de flitsen. Een videometing is een video die
bestaat uit heel veel foto’s, die om de zoveel vaste aantal seconden gemaakt wordt.
- Bij een beweging zijn altijd 2 richtingen mogelijk, rechts of links. Recht is hierbij plus
en links is min.
- Wanneer een verplaatsing 0 is, betekent het niet altijd dat een voorwerp steeds in
rust is geweest. Het kan zich namelijk bijvoorbeeld 10 meter naar links hebben
verplaatst, maar daarna weer 10 meter naar recht. Dan heeft het voorwerp toch 20m
afgelegd. Deze 20m heet dan de afgelegde weg (s).
- Bij bewegingen die niet van richting veranderen geldt: Δx = s
De gemiddelde snelheid: vgem = Δx / Δt = … m/s (de letter v = snelheid)
Van m/s naar km/h is met 3,6 vermenigvuldigen en van km/h naar m/s is delen door 3,6.
De snelheid op één tijdstip heet de momentane snelheid. Deze kan worden bepaald met
een x,t-grafiek. Hiervoor moet je een raaklijn tekenen voor een bepaald tijdstip. De
momentane snelheid is dan de heling of steilheid van deze lijn. Bij een x,t-grafiek geldt dat
hoe steiler de grafiek loopt, hoe meer de snelheid toeneemt. Bij een rechte lijn is er sprake
van een constante snelheid (is de steilheid constant, is ook de snelheid constant). Een
beweging met een constante snelheid heet een eenparige beweging.
Verplaatsing eenparige beweging: s (m) = v (m/s) x t (s)
§1.2: Snelheidsgrafieken
De momentane snelheid kun je in een v,t-diagram aflezen door een meting van de snelheid
en tijd. In een x,t-diagram kun je dit lezen aan de hand van de steilheid van de grafiek.
- Bij een x,t-diagram geldt dat wanneer de grafiek horizontaal loopt, de snelheid 0 m/s
is. Bij een v,t-diagram begint de grafiek dan in de oorsprong en wanneer deze
horizontaal loopt is de snelheid constant.
- Bij x,t-diagram; hoe steiler de grafiek gaat lopen, hoe meer de snelheid toeneemt. En
bij een rechte lijn is de snelheid constant.
Bij een eenparige rechtlijnige beweging beweegt het voorwerp zich steeds langs de
rechte lijn in de grafiek.
- Wanneer je de snelheid van een eenparige beweging hebt kun je de verplaatsing
berekenen met Δx = s = v x t
- Je kunt ook de verplaatsing in een bepaalt tijdinterval berekenen met de oppervlakte:
oppervlakte = breedte x hoogte → Δx = Δt x v
- Wanneer de grafiek in de v,t-diagram niet constant is, kun je de oppervlakte-
methoden nog steeds gebruiken door:
Hokjes te tellen of te schatten en vergelijken. Dit is niet altijd even nauwkeurig.
, §1.3: Versnellen
De mate waarin de snelheid per seconde toeneemt noem je de versnelling. Deze wordt
weergegeven met een a (acceleration in het engels). De eenheid is meter per seconde per
seconde, eigenlijk ook wel; m/s 2
De bijpassende formule voor het berekenen van de gemiddelde versnelling gaat als volgt:
Δv
a gem=
Δt
- Bij een v,t-grafiek kun je op de momentane versnelling te berekenen een raaklijn
tekenen:
Een zo groot mogelijke driehoek tekenen, met zijde AB = Δt en de zijde BC = Δv
OF
Δv
a❑=( )
Δt raaklijn
Bij een eenparige versnelde beweging is de grafiek in het v,t-diagram een (schuine) rechte
lijn en versnelt het voorwerp zich met een constante versnelling. Voor verplaatsing
berekenen bij versnellen, gebruik je weer gewoon de methode h x b (x ½) = oppervlakte.
Een valbeweging is ook een versnelde beweging. Een beweging is ook wel de vrije val.
Hierbij is er geen luchtweerstand, maar alleen de zwaartekracht die op het voorwerp werkt.
Meestal in het begin van de valbeweging is er sprake van een vrije val, want dan is de
snelheid nog klein en dus ook de luchtweerstand. Hoe meer het voorwerp versnelt, hoe
meer luchtweerstand, waardoor er dus geen sprake meer is van een vrije val.
De valversnelling op aarde is ongeveer overal even groot, namelijk 9,81 m/s2. Bij vrije val
op aarde is het dus altijd a = g = 9,81 m/s2. Bij valversnelling gebruik je de g (gravitatiekracht
= zwaartekracht) i.p.v. de a, omdat het om een speciale versnelling gaat, die op een
bepaalde plaats een constante waarde heeft. In een vacuümbuis komt elk voorwerp op
hetzelfde moment aan met dezelfde snelheid, omdat er geen luchtweerstand is.
Bij een vertraagde beweging is de snelheidsverandering negatief.
Een eenparige vertraagde beweging is precies hetzelfde als een eenparige versnelde
beweging alleen dan andersom. Dus ook hier geldt a = -g = -9,8 m/s2.
§3.1: Soorten krachten
Kracht kun je niet zien, wel de gevolgen; er kan vervorming optreden of de snelheid van de
beweging van een voorwerp kan veranderen van grootte en/of richting. Het symbool voor
kracht is F en de eenheid N (newton). De grootheid kracht is een vectorgrootheid of vector.
Een vector heeft een grootte en een richting en kan dan dus goed worden aangegeven met
een pijl. Vanaf waar de pijl getekend wordt is het aangrijpingspunt. Op dit punt werkt de
kracht op het voorwerp.
- Hoe groter de kracht, hoe langer de pijl.
- Waar de pijl begint is het aangrijpingspunt.
- De richting van de pijl, geeft ook de richting van de kracht aan.
Krachten worden getekend op schaal. Zo noteer je dat als: 1,0 cm ≙ 10 N. Hiermee kun je
dan de werkelijke kracht berekenen vanuit de figuur. De kracht waarmee de aarde aan een
voorwerp trekt heet de zwaartekracht (Fz). Hierbij is het aangrijpingspunt het zwaartepunt
(het midden van het voorwerp). De richting is naar beneden naar het midden van de aarde.
Hoe groter de massa, hoe groter de zwaartekracht. Met de volgende formule bereken je de
grootte van de kracht: Fz (N) = m (kg) x g (m/s2 = N/kg)
