7.4 Energie en bewegen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 3

7.4 Energie en bewegen

Leerdoelen

Je leert dat in een bewegend voorwerp energie zit.

Je leert hoe je de bewegingsenergie van een voorwerp uitrekent.

Je leert wat er met de bewegingsenergie gebeurt bij remmen.

Herhaling omzetten energie

Elektrische energie kun je omzetten in licht, warmte of beweging en omgekeerd.

Energie-stroomdiagrammen

Maak in je schrift een stroomdiagram voor fietsen?

Energiestroom-diagram bij fietsen

Nu voor remmen op de fiets

Energiestroom-diagram bij remmen

Bewegingsenergie

is het zelfde als 

kinetische energie

Kinetische energie in formule

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

m = massa [kg]

v = snelheid [m/s]

   = bewegingsenergie [Joule]

E​kin​​

Kinetische energie in formule

Hoe zwaarder een voorwerp is (hoe groter de massa dus is), 

hoe meer energie kost het om dit voorwerp te laten bewegen 

(of juist af te remmen).

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

Kinetische energie in formule

Maar de snelheid heeft meer invloed:

 hoe sneller het voorwerp beweegt hoe meer energie je nodig hebt,  de hoeveelheid energie wordt kwadratisch groter 

                                  (                        )

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

v⋅v=v​2​​

Een vliegtuig met een massa van 120 ton versnelt bij een start eenparig vanuit stilstand. 

De gemiddelde snelheid van start tot opstijgen is 151 km/h.

 

Bereken de bewegingsenergie van het vliegtuig?

1. Gegeven 

                         

2. Gevraagd 

3. Formule

4. Bereken 

5. Antwoord + eenheid

Een vliegtuig met een massa van 120 ton versnelt bij een start eenparig vanuit stilstand. 

De gemiddelde snelheid van start tot opstijgen is 151 km/h.

 

Bereken de bewegingsenergie van het vliegtuig?

1. Gegeven vgem = 151:3,6 = 42 m/s

                       m = 120 ton = 120.000 kg

                         

2. Gevraagd Ekin

3. Formule

4. Bereken 

5. Antwoord + eenheid

E​kin​​=0,5⋅m⋅v​2​​

E​kin​​=105840000J

E​kin​​=0,5⋅120000⋅42​2​​

De zwaarte-energie gaat volledig op in bewegings-energie

Kinetische energie

Een vrachtauto met een massa van 4 ton rijdt over de snelweg met 90 km/h. Hoe groot is de kinetische energie?

Gegeven

Gevraagd

Formule

Bereken

Antwoord + eenheid

Kinetische energie

Een vrachtauto met een massa van 4 ton rijdt over de snelweg met 90 km/h. Hoe groot is de kinetische energie?

Gegeven m= 4 ton = 4*1000 = 4000 kg

v = 90 km/h = 90 : 3,6 = 25 m/s

Gevraagd Ekin

Formule

Bereken

Antwoord + eenheid

E​kin​​=0,5⋅m⋅v​2​​

E​kin​​=0,5⋅4000⋅(25)​2​​

E​kin​​=1250000J=1,25MJ

Kinetische energie

Je bent aan het fietsen met een constante snelheid. Je weegt samen met je fiets 80 kg.

Je hebt 2000 J energie geleverd om op snelheid te komen. Hoe snel ga je? (we gaan ervan uit dat er geen wrijving is)

Gegeven

Gevraagd

Formule

Bereken

Antwoord + eenheid

ANTWOORD

Je bent aan het fietsen met een constante snelheid. Je weegt samen met je fiets 80 kg.

Je hebt 2000 J energie geleverd om op snelheid te komen. Hoe snel ga je? (we gaan ervan uit dat er geen wrijving)

Gegeven m = 80 kg 

                    Ekin = 2000 J

Gevraagd  v

Formule 

Bereken

Antwoord + eenheid v = 7,1 m/s

E​kin​​=0,5⋅m⋅v​2​​

v=√​​m​​(E​kin​​⋅2)​​​​​

v=√​​80​​(2000⋅2)​​​​​

kinetische energie is het zelfde als bewegingsenergie

1. juist
2. onjuist

Bij remmen ontstaat geen bewegingsenergie

1. juist
2. onjuist

Als een auto versnelt, wat gebeurt er dan met de bewegingsenergie?

1. blijft hetzelfde
2. wordt kleiner
3. wordt groter

Als een auto (massa 1000 kg) met een beginsnelheid van 30 m/s een noodstop maakt, hoe groot is dan de bewegingsenergie?

1. 30000 J
2. 15000 J
3. 45000 J
4. 450000 J

Bereken de bewegingsenergie van een voetbal met een massa van 500 g en een snelheid van 12 m/s

1. 36 J
2. 36000 J
3. 3000 J
4. 1500000 J

bereken de kinetische energie van een auto met een massa van 1200 kg en een snelheid van 50 km/h

1. 1 500 000 J
2. 115 741 J
3. 3 000 000 J
4. 36 000 000 J

Leerdoelen gehaald?

Je weet nu dat in een bewegend voorwerp energie zit.

Je weet nu hoe je de bewegingsenergie van een voorwerp uitrekent.

Je weet nu wat er met de bewegingsenergie gebeurt bij remmen.

https:

Via de volgende slide kun je een filmpje met uitleg over bewegingsenergie bekijken.