11.4 Waterkracht

• Natuurkunde
• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 4

H11 Energie

11.1 Fossiele brandstoffen        

11.2 Zonne-energie                   

11.3 Windenergie

11.4 Waterkracht

11.5 Energie besparen 

• Herhaling H11.3 Windenergie
  
• Uitleg H11.4 Waterkracht
  
• Zelfstandig werken (25 min)
  
• Afsluiting (5 min) 

11.4 Waterkracht

Leerdoelen

Je kunt uitleggen hoe een waterkrachtcentrale zwaarte-energie omzet in elektrische energie.

Je kunt het verband uitleggen tussen energie, de massa en de hoogte.

Je kunt berekeningen uitvoeren met zwaarte-energie.

Je kunt in berekeningen het verband tussen zwaarte-energie en bewegingsenergie toepassen.

hoe werkt een stuwmeer?

De generator

De generator werkt net als een dynamo, het is een grote dynamo.

Twee dingen in de generator zijn de spoel en een magneet.

De generator

De kunst is om de magneet in de spoel te laten draaien.

Als de magneet draait, dan wekt de spoel stroom op.

Draaien door: wind (windmolen) 

                             stoom (standaard energiecentrale) 

                             stromend water (waterkracht centrale)

Zwaarte energie

Elektrische energie

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie= massa x g x hoogte

E_z = m x g x h 

Energie die een voorwerp krijgt door zijn hoogte

Zwaarte-energie

Ez=m⋅g⋅h

E_z = Zwaarte-energie (J)
m = Massa (kg)
h = hoogte (m)
g = 10 m/s²

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie= massa x 10 x hoogte

E_z  =  m  x  10  x  h 

Energie die een voorwerp krijgt door zijn hoogte

Per minuut valt er 2000 kg water op het waterrad.

Het hoogteverschil is 3,8 m.

Bereken hoeveel zwaarte energie er in 1 minuut wordt openomen.

Rekenen met zwaarte energie

Ander voorbeeld

Remco staat op een berg van 1,2 km hoog . Hij laat een steen van de berg afrollen. De massa van de steen is 200 g. 

Bereken de zwaarte energie van deze steen.

Aan de slag...

Lees de paragraaf 11.4 'Waterkracht' goed door

en maak daarna de opgaves

Wet behoudt van energie

Als iets valt, dan veranderd de zwaarte-energie in bewegingsenergie. 

Tijdens de val wordt de hoogte steeds kleiner, dus de zwaarte-energie wordt ook lager. De snelheid van het voorwerp wordt steeds groter en daarmee de bewegingsenergie ook

Wet behoudt van ernergie: Energie gaat nooit verloren

E_z= E_k

    m x g x h = 0.5 x m x v²

Een skater staat op een helling van 5 meter boven de grond. De massa van de skater is 50 kg.

Bereken de eindsnelheid van de skater.

De valversnelling is 9,81 m/s^2

h= 5 m

m = 50 kg

g = 9,81 m/s^2 (10) 

Ez = mgh

Ek = 0,5mv^2

Ez = Ek

h= 5 m

m = 50 kg

g = 9,81 m/s^2 (10)

Ez = Ek

50 x 10 x 5 = 0,5 x 50 x v^2

2500 = 25v^2

1v^2 = 1000  

v = √1000

v = 31,62 m/s

Zwaarte-energie en bewegingsenergie

• E_z op het hoogste punt = E_k op het laagste punt.
• Als je een bal omhoog schopt dan... 
• Op het hoogste punt dan...
• Als de bal omlaag valt dan... *
• Als de bal helemaal beneden is dan...

E_z wordt hoger, E_k wordt lager 

E_z = groot, E_k = 0

E_z neemt toe en E_k neemt af

E_z = 0 E_k = groot

Energiebronnen vergelijken

• Hoeveel kost de energie die je uit de energiebron haalt?

• Kan de energiebron op den duur uitgeput raken?

• Is de energiebron altijd of alleen af en toe beschikbaar?

• Wat zijn de gevolgen voor het milieu?

Met Ez = m x g x h bereken je.....

1. de zwaartekracht
2. de zwaarte energie
3. de hoogte
4. de massa

Vul het ontbrekende woord in:
In een dynamo wordt .......... energie omgezet in elektrische energie!

1. chemische
2. bewegings
3. elektrische

Fossiele energie is chemische energie, maar wat is geen fossiele energie in dit rijtje?

1. Aardgas
2. Biogas
3. Aardolie
4. Steenkool

Maak:

11.4 Waterkracht 

Aan de slag!

Maak paragraaf 4: Waterkracht

Opdracht 7 en 8 ( * opdrachten niet)

Blz. 174