Tentamen (uitwerkingen)
Uitwerkingen Natuurkunde VWO 5 hfd 9
In het document zijn de uitwerkingen van Newton Natuurkunde VWO 5 hoofdstuk 9 te vinden.
[Meer zien]Voorbeeld 3 van de 22 pagina's
Voorbeeld 3 van de 22 pagina's
In winkelwagengesponsord bericht van onze partner
Gekoppeld boek
Titel boek:
Auteur(s):
- Uitgave:
- ISBN:
- Druk:
Voorbeeld van de inhoud
9 Sport en verkeerArbeid, energie en vermogen | vwo
Uitwerkingen opgaven leerboek
9.1 INTRODUCTIE
Opgave 1
a De snelheid is constant, de nettokracht is nul, dus de luchtweerstand is even groot als de zwaartekracht.
b 𝐹 = 𝐹 , → 𝑚 ∙ 𝑔 = 𝑘 ∙ 𝑣 → 88 × 9,81 = 𝑘 × 48 → 𝑘 = 0,37
c In korte tijd verandert de snelheid veel, de versnelling is groot en dus de nettokracht ook.
d Uit 𝑚 ∙ 𝑔 = 𝑘 ∙ 𝑣 blijkt dat als de snelheid 10 × zo klein wordt, k 100 × zo groot wordt. k is dus met een factor 100
toegenomen.
e Tijdens de landing is de normaalkracht groter dan de zwaartekracht, want de (afremmende) nettokracht is omhoog
gericht. (Bij stilstand is de nettokracht 0 en is de normaalkracht wel even groot als de zwaartekracht.)
Opgave 2
a De luchtweerstand en de rolweerstand werken altijd tegen de beweging in.
b Om te versnellen en te vertragen heb je schuifwrijving nodig om af te zetten tegen het wegdek.
c Als er bagage in een auto wordt gelegd, veranderen de rolweerstand en de schuifwrijving.
d Bij het remmen werkt alleen de schuifwrijvingskracht, dus 𝐹 = 𝐹 , . Verder kun je gebruiken dat 𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑎 en
𝐹 , = 𝑓 ∙ 𝐹 waarbij op een horizontale weg geldt dat 𝐹 = 𝑚 ∙ 𝑔.
,
Dus 𝑚 ∙ 𝑎 = 𝑓 ∙ 𝑚 ∙ 𝑔 → 𝑎 = 𝑓 ∙ 𝑔 → 𝑓 = = = 0,92.
,
Opgave 3
a 54 L = 0,054 m dus in de tank is 0,054 × 32 ∙ 10 = 1,7 ∙ 10 J opgeslagen.
b De benzinemotor kan daarmee 0,25 × 1,7 ∙ 10 = 4,3 ∙ 10 J nuttige energie leveren.
c 1 kWh = 3,6 MJ dus in een volledig elektrische auto is 24 × 3,6 = 86 MJ energie opgeslagen.
d De accu’s van elektrische auto’s moeten alle energie leveren en zijn daarom veel groter dan de accu’s van hybride
auto’s, die alleen worden gebruikt voor stadsritten en om tijdelijk energie op te slaan.
9.2 ENERGIE EN ARBEID VOOR BEWEGEN
Opgave 4
a Niet waar: Om een beweging te laten voortduren is er toevoer van energie nodig als er wrijvingskrachten werken.
b Waar
c Niet waar: Door luchtweerstand wordt bewegingsenergie omgezet in warmte.
d Niet waar: De eenheid van verbrandingswarmte is joule per kilogram (J/kg) of joule per kubieke meter (J/m3).
e Waar
f Niet waar: Bij een rendement van 25% wordt een kwart van de energie omgezet in bewegingsenergie.
g Waar
h Waar
i Waar (en de arbeid is ook evenredig met de wrijvingskracht)
© ThiemeMeulenhoff bv versie 1.1 Pagina 1 van 22
,Opgave 5
a Bij een satelliet zijn er geen wrijvingskrachten, dus is er geen energie nodig om de beweging in stand te houden.
b Het lichtspoor van de meteoor ontstaat, doordat de vaste deeltjes gloeiend heet worden (en zelfs verdampen).
c De snelheid van de meteoor zal zeer snel afnemen in de dampkring.
d De zwaartekracht is veel kleiner dan de luchtweerstand en ook is de verticaal afgelegde afstand meestal veel kleiner
dan de afgelegde afstand langs het spoor. De arbeid van de zwaartekracht is dus veel kleiner dan de wrijvingsarbeid.
e De bewegingsenergie van de meteoor neemt af in de dampkring, doordat het verlies door wrijving groter is dan de
winst door de arbeid van de zwaartekracht..
Opgave 6
a Het metaal van de schijfrem mag niet te warm worden. Bij een groot oppervlak kan er meer warmte aan de omgeving
worden afgestaan.
b Bij een hogere snelheid heeft de auto meer bewegingsenergie. De arbeid van de remwrijving is dan groter. Bij
dezelfde remkracht zal de remweg langer zijn.
c Bij gelijke beginsnelheid is de arbeid van de remwrijving hetzelfde. Omdat deze arbeid afhangt van de remkracht en
de remweg, zal bij een grotere remkacht de remweg kleiner zijn.
Opgave 7
a Bij het opladen van de accu door een dynamo wordt bewegingsenergie (via elektrische energie) omgezet in
chemische energie in de accu.
b Telkens als de auto remt wordt de bewegingsenergie als elektrische energie opgeslagen in de accu, dat gebeurt
vooral veel in de stad. Daardoor zijn elektrische auto’s in de stad veel efficiënter dan benzineauto’s.
c Er worden tijdens het rijden met een elektrische auto (of scooter) geen schadelijke stoffen geproduceerd.
d Het opladen van een elektrische auto gebeurt vaak nog met energie die opgewekt is met behulp van fossiele
brandstoffen die wel zorgen voor uitstoot van CO2.
Opgave 8
a Voorbeelden van energiebronnen waarin chemische energie is opgeslagen zijn: benzine, steenkool, aardgas,
waterstofgas, een accu, een batterij.
b In een trein wordt de elektrische energie aangevoerd via de bovenleidingen. Bij een elektrische auto kan dat niet, dus
moet in een elektrische auto chemische energie worden opgeslagen. Die chemische energie kan dan worden
omgezet in elektrische energie.
Opgave 9
a De rest van de chemische energie wordt omgezet in warmte in de motor, die dan afgevoerd moet worden door
koeling.
b Als het rendement hoger is (bij dezelfde snelheid), verricht de motor evenveel arbeid, maar dat kost minder brandstof.
c Als het rendement hoger is (bij dezelfde snelheid), is het brandstofverbruik lager.
Opgave 10
a De arbeid hangt (behalve van de grootte van de kracht) ook af van de afgelegde afstand.
b Als de afgelegde afstand groter is, moet de kracht meer arbeid verrichten. Naar verwachting zal de arbeid ook
evenredig zijn met de afgelegde afstand.
c arbeid = kracht × verplaatsing
Opgave 11
Eigen antwoord
© ThiemeMeulenhoff bv versie 1.1 Pagina 2 van 22
, Opgave 12
a Bij een elektrische scooter is de nuttige energie de verrichte arbeid en de ingaande energie is de elektrische energie,
dus 𝜂 = = → 𝑊 = 𝜂 · 𝐸 = 0,90 × 140 · 10 = 1,3 · 10 J
, ·
𝑊 =𝐹∙𝑠→𝐹 = = = 1,3 · 10 N
, ·
b Voor 1 km is 140 kJ nodig, dus is er voor 100 km 100 × 140 = 1,4·104 kJ = 14 MJ nodig.
Opgave 13
, ·
a 𝐸 =𝑟 ∙𝑉→𝑟 = = = 4,01 · 10 J/m
, ·
b 𝜂= = = = 0,32 = 32%
, ·
, ·
c 𝑊 =𝐹∙𝑠→𝐹 = = = 2,8 · 10 N
·
d Voor 1200 km wordt 262 m3 stookolie verbruikt dus voor 100 km is dat = 21,8 m . Het brandstofverbruik is dus
21,8 m3/100 km.
Opgave 14
A Er zijn geen krachten die arbeid verrichten, de bewegingsenergie is en blijft nul.
B Voorwaartse kracht van de fietser, rolweerstand en luchtweerstand.
C Zwaartekracht en spankracht in de hijskabel van de kraan.
D Zwaartekracht.
Opgave 15
a Zie figuur 16. Bij 80 km/h is de tegenwerkende kracht 400 N → 𝑊 = 𝐹 ∙ 𝑠 = 400 × 20 · 10 = 8,0 · 10 J = 8,0 MJ
b Voor benzine is 𝑟 = 33 · 10 J/m (Binas), dat is 33 MJ/L → 𝐸 = 𝑟 ∙ 𝑉 = 33 × 0,90 = 30 MJ
,
𝜂= = = = 0,27 = 27%
c Zie figuur 16. Bij 160 km/h is de tegenwerkende kracht 1000 N, dat is meer dan twee keer zo groot als bij 80 km/h
dus wordt er meer dan twee keer zo veel arbeid verricht en daar is meer dan twee keer zo veel brandstof voor nodig.
Opgave 16
a Je bepaalt de oppervlakte in de eenheid die het product is van de eenheden die langs de assen van de grafiek staan.
Horizontaal staat de afstand in m en verticaal de kracht in N, dus wordt de bepaalde arbeid dan uitgedrukt in N∙m.
b In figuur 15 staat 1 hokje (van 5 bij 5 mm) voor 5,0 m × 2,0 N = 10 N·m = 10 J.
c Het stuk dat door de schuine stippellijn ‘te weinig’ wordt meegenomen (onder de grafiek en boven de schuine
stippellijn) in de berekening van de oppervlakte wordt aan de rechterkant (boven de grafiek en onder de schuine
stippellijn) ‘te veel’ meegenomen. De oppervlakten van beide stukken zijn gelijk en compenseren elkaar dus.
Opgave 17
, ∙
𝑊 = 𝐹 ∙ 𝑠 = 50 ∙ 10 × 86 ∙ 10 = 4,3 ∙ 10 J → 𝜂 = = = = 0,18 = 18%
, ∙
© ThiemeMeulenhoff bv versie 1.1 Pagina 3 van 22
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, creditcard of Stuvia-tegoed 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 larsclaesen. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,99. Je zit daarna nergens aan vast.
Is Stuvia te vertrouwen?
4,6 sterren op Google & Trustpilot (+1000 reviews)
Afgelopen 30 dagen zijn er 73918 samenvattingen verkocht
Opgericht in 2010, al 14 jaar dé plek om samenvattingen te kopen