H12.5 energie en botsen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 12

12.5 energie en botsen

Lesplanning

Huiswerkcontrole 12.3

leerdoelen 12.5

Uitleg 12.5

Opgaves maken

Leerdoelen 12.5

Je leert hoe je de bewegingsenergie van een voorwerp kunt veranderen.

Je leert hoe de bewegingsenergie verdwijnt bij remmen en botsen.

12.3: Een helm helpt bij een botsing, want die

1. verkort de remweg
2. verdeelt de kracht over een groter oppervlak
3. centreert de kracht van op een bepaald punt
4. staat cool in de ambulance

12.3: een kreukelzone is veilig bij een botsing want die:

1. verlengt de remweg
2. vergroot de versnelling
3. zorgt voor een kleinere botsafstand
4. verdeelt de kracht over de airbag

12.4: Kim gaat harder rijden. Haar snelheid gaat in 7 seconden van 8 m/s naar 22 m/s. Wat is haar versnelling?

12.4 Bij een noodstop staat een auto (800 kg) met binnen 6 seconden stil met een vertraging
van -5,5 m/s2. Bereken de remkracht.

Bereken de bewegingsenergie van een auto (800 kg) bij 50 km/h

Arbeid en bewegingsenergie

Om de wagen met stenen in beweging te krijgen, moeten de werkers een grote kracht uitoefenen. De wagen krijgt dan snelheid en dus bewegingsenergie. De werkers verrichten arbeid.

Arbeid

Als je met een kracht een voorwerp verplaatst, 

verricht je arbeid. 

Arbeid 

Omdat die richting zo belangrijk is, is het ook een onderdeel van de formule voor arbeid. In formulevorm:


waarin:
             = arbeid (J)
             = kracht (N)
             = afstand (m)
            

W=F⋅s

s

W

F

Arbeid berekenen

Arbeid

W=F⋅s=50⋅5=250 J

Arbeid = kracht x afstand

W = F x s

[F] = N

[s] = m

[W] = Nm = J

verrichte arbeid = verandering bewegingsenergie

W = F x s

Er wordt alleen arbeid verricht als er 

- verandering van (bewegings)energie is

- verplaatsing is 

De verrichte arbeid wordt groter als:

1. de snelheidsverandering kleiner is
2. de massa groter is
3. de afstand constant is
4. de tijd groter wordt

Je fietst van huis naar school. De afstand is 4000 m. De voorwaartse kracht door het trappen is 35 N.
Bereken de arbeid die je spieren verrichten tijdens de rit naar school.

Je probeert de bovenste steen van een hunebed weg te duwen. Je levert een kracht van maximaal 1200N tijdens 33 seconden. De steen verplaats natuurlijk niet.
Hoe groot is de arbeid?

Arbeid bij botsen

Bij een botsing verandert de snelheid. De auto krijgt minder bewegingsenergie. Dit komt doordat er een kracht op de auto werkt. Deze kracht verricht dus arbeid.

Voorbeeld: arbeid bij botsen

Een auto heeft een bewegingsenergie van 4800 000 J 

De auto kreukelzone deukt 120 cm in. 

a) Hoe groot is de arbeid tijdens de botsing? 

b) Hoe groot is de kracht tijdens de botsing?

Ebew = 480 000 J
Kreukelzone deukt 120 cm.
a) Hoe groot is de arbeid?

Ebew = 480 000 J
Kreukelzone deukt 120 cm.
b) Bereken de botskracht?

Aan de slag

Maken 12.5 opgave:
115, 117, 120, 121, 124, 131