Hoofdstuk 11.4 Waterkracht K4 les 4

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

H 11: Energie

Benodigheden

- laptop

- Binas

- Rekenmachine 

Tassen op de grond

Telefoons in de zakkie

Welkom kader 4!

Ga zitten en start met:

Ga verder met de examensite opdrachten. 

Jas over je stoel

Practicum

Welkom Kader-3 

Start met opdracht 2, 4, 6 en 8 van 2,3 Temperatuur

Je hebt straks je laptop nodig                     START IN:

Neem plaats en leg je spullen alvast klaar.

We gaan starten!

                                                                                               Wachttijd:

H11: Energie

Introductie

§ 11.1 Fossiele brandstoffen

§ 11.2 Zonne-energie

§ 11.3 Windenergie

§ 11.4 Waterkracht

§ 11.5 Energie besparen

Lesprogramma

1. Huiswerk controle
2. Terugblik
3. Leerdoelen
4. Instructie (uitleg)
5. Afsluiting 
6. Huiswerk
7. Nabespreking

Huiswerkcontrole

Maak opdracht: van paragraaf 11.3 Windenergie

1 t/m 12

Over welke opgaven van
het huiswerk zijn er vragen?

Terugblik

1. Je kunt voorbeelden geven van hoe bewegingsenergie praktisch wordt gebruikt.
2. Je kunt berekeningen uitvoeren met bewegingsenergie, massa en snelheid.
3. Je kunt benoemen welke energie-omzetting plaatsvindt in een windturbine.
4. Je kunt een eenvoudige manier beschrijven om een wisselspanning op te wekken.
5. Je kunt uitleggen hoe de wisselspanning van een fietsdynamo ontstaat.
6. Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het piekvermogen van een windturbine.

Het aantal e-bikes (elektrische fietsen) stijgt snel in Nederland. Een e-bike heeft een kleine elektromotor die energie afgeeft als de fietser op de pedalen trapt. Daardoor komt er extra energie vrij en trapt de fiets lichter.

Welke energie geeft de elektromotor tijdens het fietsen af?

1. bewegingsenergie
2. chemische energie
3. elektrische energie
4. zwaarte-energie

De energie die de fietser en de elektromotor leveren, wordt gemeten in joules (J).

Hoeveel joule is 3,5 GJ?

1. 3500 J
2. 3 500 000 J
3. 3 500 000 000 J
4. 3 500 000 000 000 J

De hoeveelheid energie die door de accu wordt omgezet, bereken je met de formule E = P · t

In deze formule staat E voor

1. de hoeveelheid omgezette energie per seconde.
2. de totale hoeveelheid omgezette energie.
3. het afgegeven vermogen.
4. het opgenomen vermogen.

In een energiebron is energie opgeslagen.

In welke energiebron zit chemische energie opgeslagen?

1. aardgas
2. wind
3. zonlicht
4. stromend water

Fossiele energiebronnen raken een keer op.

Welke energiebron is een fossiele energiebron?

1. steenkool
2. waterkracht
3. wind
4. zonlicht

Leerdoelen 11.4 Waterkracht

1. Je kunt uitleggen hoe een waterkrachtcentrale zwaarte-energie omzet in elektrische energie.
2. Je kunt berekeningen uitvoeren met zwaarte-energie, massa en hoogte.
3. Je kunt in berekeningen het verband tussen zwaarte-energie en bewegingsenergie toepassen.
4. Je kunt uitleggen op welke vier punten je energiebronnen met elkaar kunt vergelijken.
5. Je kunt voor- en nadelen noemen van de energiebronnen die in Nederland worden gebruikt.

Elektriciteit uit een stuwmeer

waterkrachtcentrale

Meestal wordt in een stuwdam een waterkrachtcentrale gebouwd.

Een waterkrachtcentrale zet de energie van water in het stuwmeer om in elektrische energie.

1. Via pijpleidingen stroomt het water van het stuwmeer omlaag naar de centrale.
   
2. Het stromende water brengt de schoepen van een waterturbine in beweging.
   
3. De waterturbine drijft een generator aan waarmee elektrische energie wordt opgewekt.
   
4. De elektrische energie wordt via het elektriciteitsnet aan woningen en bedrijven geleverd.

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie (ook wel potentiële energie genoemd) ontstaat doordat er een hoogteverschil is. 

• Een voorwerp dat gewoon op de grond staat, heeft geen zwaarte-energie. Hoe verder een voorwerp zich daarboven bevindt, des te meer zwaarte-energie het heeft. Je kunt de hoeveelheid zwaarte-energie berekenen met de formule:
  
• zwaarte-energie = 
• massa × zwaartekracht per massa-eenheid × hoogte

Zwaarte-energie

• zwaarte-energie = 
• massa × zwaartekracht per massa-eenheid × hoogte
• Ez = m ∙ g ∙ h

In deze formule is:

• Ez de zwaarte-energie van het voorwerp in joule (J);

• m de massa van het voorwerp in kilogram (kg);

• g de zwaartekracht per massa-eenheid in newton per kilogram (N/kg);

• h de hoogte van het voorwerp in meter (m).

Voorbeeldopdracht 1

Door een waterkrachtcentrale stroomt elke seconde 600 m3 water. Het hoogteverschil tussen het waterniveau voor en na de dam is 80 m.

Bereken hoeveel zwaarte-energie de centrale per seconde verbruikt. Zoek eerst de dichtheid van water op in Binas.

gegevens

V = 600 m3

ρ = 1,00 g/cm3 = 1000 kg/m3

h = 80 m

g = 10 N/kg

gevraagd

Ez = ? J

• uitwerking
  
• m = ρ ∙ V = 1000 × 600 = 6,0∙105 kg
  
• Ez = m ∙ g ∙ h
  
• = 6,0∙105 × 10 × 80 = 4,8∙108 J = 480 MJ

Zwaarte-energie en bewegingsenergie

Zwaarte-energie kan gemakkelijk worden omgezet in 

bewegingsenergie, en omgekeerd.

Als je een bal omhoog schopt bijvoorbeeld, neemt zijn 

bewegingsenergie snel af. Tegelijk neemt zijn zwaarte-energie toe. 

Op het hoogste punt heeft de bal alleen nog maar zwaarte-energie.

Daarna neemt zijn bewegingsenergie weer toe en zijn 

zwaarte-energie weer af, terwijl hij naar beneden valt.

Ez op het hoogste punt = Ek op het laagste punt

Voorbeeldopdracht 2

Lieke schopt een voetbal recht omhoog (afbeelding 4). De bal bereikt een hoogte van 18 m.

Bereken de snelheid (in km/h) die Lieke de bal meegaf. Je mag de hoogte verwaarlozen die de bal op het moment van trappen al had.

gegevens

h = 18 m

g = 10 N/kg

gevraagd

v = ? km/h

uitwerking

Ek op het laagste punt = Ez op het hoogste punt

0,5 ∙ m ∙ v2 = m ∙ g ∙ h => × 2

m · v2 = 2 ∙ m · g ∙ h => : m

v2 = 2 ∙ g ∙ h

v2 = 2 × 10 × 18 = 360

v = √360 = 19 m/s = 68 km/h

Energiebronnen vergelijken

Elke energiebron heeft voordelen en nadelen. 

1. Hoeveel kost de energie die je uit de energiebron haalt?
2. Kan de energiebron op den duur uitgeput raken?
3. Is de energiebron altijd of alleen af en toe beschikbaar?
4. Wat zijn de gevolgen voor het milieu?

Aan de slag!

Maak opdracht: van paragraaf 11.4 Waterkracht

1 t/m 12

Je mag samenwerken!

Waar wil je nog extra uitleg over?

Welke 3 dingen heb jij deze les geleerd?

Afsluiting: we weten.................

1. Je kunt uitleggen hoe een waterkrachtcentrale zwaarte-energie omzet in elektrische energie.
   
2. Je kunt berekeningen uitvoeren met zwaarte-energie, massa en hoogte.
   
3. Je kunt in berekeningen het verband tussen zwaarte-energie en bewegingsenergie toepassen.
   
4. Je kunt uitleggen op welke vier punten je energiebronnen met elkaar kunt vergelijken.
   
5. Je kunt voor- en nadelen noemen van de energiebronnen die in Nederland worden gebruikt.

Het is duidelijk waar we met het hoofdstuk aan het werk gaan

😒🙁😐🙂😃

Ik begrijp de leerdoelen van deze les?

😒🙁😐🙂😃

De les was leuk?

😒🙁😐🙂😃

Afsluiting

Volgende les:

Huiswerk:

• Zet in je planner!!
• Maak opdrachten op de examensite

Dank voor jullie aandacht!

Samenvatting