H15 en H16 Kracht en beweging

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

Hoofdstuk 15 Beweging

Startopdracht: Maken voorkennis blz 134 en 135

Uitleg 15.1

Aan het einde van deze les kan ik:

- Twee manieren beschrijven om een beweging vast te leggen

- Uit foto's of videobeelden gegevens halen over afstand en tijd

- Een afstand-tijd tabel omzetten in een grafiek

- Berekeningen maken met gem. snelheid, afstand en tijd

- Snelheid omrekenen m/s <-> km/h

Wat weten jullie al? 

Beweging vastleggen

Twee manieren om een beweging vast te leggen:

• Video-opnames 
• Stroboscopische foto, hiernaast zie je een afbeelding hiervan.

Bewegingen vastleggen

Als de stroboscoop ingesteld staat op 10 Hz. 

- Hoe vaak flits deze lamp per seconde?

- Hoe veel tijd zit er dan tussen elke flits?

En bij 15 Hz?

S,t-diagram maken!

Je kunt gegevens uit een stroboscopische foto verwerken tot een st diagram daarbij ga je als volgt te werk; (s = afstand, t = tijd)

1.  Lees uit de foto af hoe groot de afgelegde afstand is op verschillende tijdstippen
2.  Noteer de gegevens over de tijd en de                                                          afgelegde afstand in een tabel 
3.  Teken de st diagram met behulp van de                                                    gegevens in de tabel

Gemiddelde snelheid

Waarom gemiddelde snelheid?

Gemiddelde snelheid = afstand / tijd

V_gem = s / t

Aantekening!

Gemiddelde snelheid

Oplossing

Stap 1: Gevraagd?

Gemiddelde snelheid

Stap 2: Gegevens:

- Afstand (s)=

- Tijd (t) =

Stap 3: Formule

V_gem = s / t

Stap 4: invullen

V_gem = 

Stap 5: Antwoord

V_gem = ...... (eenheid)

Stap 6: omrekenen

..... = ..... 

Aan de slag

Maken: opdracht 3 t/m 10.

Waar? Vanaf BLZ 140

Klaar? Test Jezelf maken van 15.1 

Snelheid en versnelling

Blz 147 in het boek

(v,t)-diagram opstellen

Eenparige beweging

Niet eenparig

Eenparige versnelling

versnellen

In de rechter (v,t)-diagram zie je een eenparige versnelling.

Versnelling: als de snelheid toeneemt.

Eenparig versnellen: als de snelheid elke seconde
met dezelfde hoeveelheid      toeneemt. 

Versnelling berekenen

a=​t​​(v​e​​−v​b​​)​​

a=​t​​(Δv)​​

Aan de slag

Opdracht 3 t/m 9

Vanaf BLZ 153

Eenparig versnelde beweging

Eenparige versnelde beweging

Eenparige versnelde beweging

Aan de slag

Opdracht 3 t/m 9

BLZ 163 t/m 170

H16 Kracht en beweging

Startopdracht: Maken BLZ 202 t/m 205

16.1 Voortstuwen en tegenwerken

-> Luchtwrijving en Rolwrijving

-> Drie manieren hoe je een tegenwerkende kracht kunt verminderen.

-> Netto kracht op een bewegend voorwerp.

-> De beweging van een voorwerp aangeven als je de Netto kracht weet.

-> Hoe kan een netto kracht een voorwerp van richting laten veranderen

Belangrijke krachten

Aandrijvende krachten

Tegenwerkende krachten

Luchtwrijving

Belangrijke krachten

Aandrijvende / voorstuwende krachten

Tegenwerkende krachten

Luchtwrijving

Rolwrijving

De tegenwerkende kracht verminderen

Nettokracht

Er werken veel kracht op de auto. Sommige worden opgeheven.

Wat er overblijft is de nettokracht of de resultante

Nettokracht en snelheid

Aan de slag

Maken: Opdracht 3 t/m 9.

BLZ 210 t/m 215.

16.2 Optrekken en Afremmen

• Je kunt opmerken wanneer een voertuig een grote traagheid heeft.
• Je kunt traagheid in verbinding leggen met  de massa.
• Je kunt berekeningen uitvoeren met de kracht, massa en versnelling. 

Wat is Traagheid?

Het verschijnsel dat een voorwerp in een bewegingstoestand wil blijven.

Traagheid 

Traagheid is in de natuurkunde wat ervoor zorgt dat een voorwerp met dezelfde snelheid blijft bewegen tot er een kracht op het voorwerp werkt. 

Hoe groter de massa, hoe groter de kracht moet zijn. 

kracht = massa * versnelling

F=m*a

Aan de slag

Maken: Opdracht 3 t/m 9

Vanaf BLZ 220

16.3: Veiligheid in het verkeer

wat kan reactietijd beinvloeden?

- vermoeidheid

- medicijngebruik

- ouder worden

- afgeleid worden

- alcoholgebruik

Veilige snelheid 

Bij het kiezen van een veilige snelheid moet je rekening houden met:

1. Het soort weg (binnen of buiten de bebouwde kom)
2. Het overige verkeer (voldoende afstand / rekening houden met overige verkeersdeelnemers)
3. Het weer (bij glad wegdek neemt stopafstand toe)
4. Bijzondere omstandigheden

Veiligheidsmaatregelen 

• Kooiconstructie
• kreukelzone
• Veiligheidsgordels
• Airbags

Door de remweg te vergroten, worden de krachten verdeeld.

De kracht op je lichaam wordt dan kleiner.

Veiligheidsmaatregelen - hoofd

• Veiligheidshelm

        Is opgebouwd uit een harde buitenkant

        (kooiconstructie) en absorberend 

        schuim (vergroten remweg)

• Hoofdsteun

        Voorkomt dat je hoofd naar achteren schiet als je van                        achteren wordt aangereden (traagheid)

Aan de slag

Maken: Opdracht 4 t/m 9

Vanaf BLZ 231

Formule: s = v x t 

16.4 Kracht en arbeid

Je leert ...

• de arbeid uit kracht en afstand berekenen;
• aangeven hoe de bewegingsenergie door arbeid verandert;
• de wet van behoud van energie toepassen.

Energie en botsen

Waar blijft de 

bewegingsenergie van de 

automobilist?

Arbeid en bewegingsenergie

Om de auto in beweging te krijgen, moeten er een grote kracht uitgeoefend worden. 

De wagen krijgt dan snelheid 

en dus bewegingsenergie. 

De 'duwers' verrichten arbeid.

Arbeid en bewegingsenergie

De kracht verplaatst zich over een bepaalde afstand. 

De hoeveelheid verrichte arbeid is groter bij een grotere kracht of een 

grotere afstand. 

In formule: 

W=F ⋅ s

Arbeid en bewegingsenergie

Er wordt alleen arbeid verricht bij:

- verandering van (bewegings)energie

- verplaatsing

W=F ⋅ s

even oefenen!

Bij het fietsen beweegt Klaas met 

een constante snelheid. 

De spierkracht die klaas levert is 600 N. 

Bereken de arbeid die klaas verricht als hij 1500 m fietst.

even oefenen!

G:    F_spier = 600 N,     s = 1500 m

G:    W = ? J

F:     W = F ^. s 

B:     W = F ^. s = 600 . 1500 = 900.000 J

A:      de verrichte arbeid is 900.000 J    =    (900kJ)

even oefenen!

Bij het afremmen voor een stoplicht beweegt

Klaas eenparig vertraagd. 

De bewegingsenergie van Klaas is 1850 J. 

Zijn remkracht is 200 N.

Bereken via arbeid de afstand van het remmen.

even oefenen!

G:    W = 1850 J,     Frem = 200 N

G:    s = ? m

F:     

B:     

A:      de afgelegde afstand is 9,25 m

s=​F​​W​​

W=F ⋅ s

s=​F​​W​​=​200​​1850​​=9,25

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 (negatieve) arbeid.

Arbeid bij botsen

De verrichte (negatieve) arbeid is gelijk aan de verandering van bewegingsenergie.

​2​​1​​ ⋅ m ⋅ v​2​​=F ⋅ s

E​k​​=W

Wet van behoud van Energie

Ez = Zwaarte energie = m x g x h

Eb = bewegingsenergie  0,5 x m x v²

Wordt alle energie omgezet in 

bewegingsenergie?

• Nee, ook in warmte door lucht-
  en rolwrijving. 

Aan de slag

Maken: Opdracht 4 t/m 9.

Vanaf BLZ 243 (tekst begint eerder)

BiNaS tabel 7 staan de formules