Energie en rendement (Natuurkunde havo), les 3: Terugblik quiz

• newEditor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introductie

Terugblik quiz met 12 vragen over energievormen, energiebehoud, rendement, kWh naar J en de bewegende mens, voor havo natuurkunde.

Afdaling van een achtbaan (foto: Piotrus, CC BY-SA 3.0)

EXAMENSTOF · C2 · ENERGIEOMZETTINGEN

Quiz

Terugblik: Energie en rendement

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Piotrus / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Een steen valt vrij, zonder wrijving. Wat blijft constant?

A

Alleen de kinetische energie

B

Alleen de zwaarte-energie

C

De snelheid van de steen

D

De som van Ez en Ek

Zonder wrijving blijft Ez + Ek gelijk (energiebehoud). Syllabus C2.2.

Een voorwerp van 2,0 kg heeft Ez = 49 J. Op welke hoogte hangt het?

A

5,0 m

B

2,5 m

C

25 m

D

0,40 m

h = Ez/(m·g) = 49/(2,0 × 9,81) = 2,5 m. Afleiders: massa vergeten (5,0), g vergeten (25) en de breuk omgedraaid (0,40). Controle: 2,5 × 19,62 = 49,05. Syllabus C2.2.

Een lamp neemt 40 W op en geeft 2,0 W aan licht. Bereken het rendement.

A

95%

B

20

C

5,0%

D

0,50%

η = Pnuttig/Pin = 2,0/40 = 0,050, dus 5,0%. Afleiders: het deel warmte (95%), Pin/Pnuttig (20) en een macht fout (0,50%). Controle: 40 × 0,050 = 2,0. Syllabus C2.2.

Een brander verbrandt 0,15 kg gas met rm = 46·10⁶ J/kg. Bereken Ech.

A

6,9·10⁶ J

B

3,1·10⁸ J

C

6,9·10³ J

D

4,6·10⁷ J

Ech = rm·m = 46·10⁶ × 0,15 = 6,9·10⁶ J (twee significante cijfers). Afleiders: rm gedeeld door m (3,1·10⁸), factor 10³ te weinig (6,9·10³) en m vergeten (4,6·10⁷). Controle: 46 × 0,15 = 6,9. De stookwaarde is hier gegeven; anders zoek je hem op in het informatieboek. Syllabus C2.2.

Twee stenen (1,0 kg en 2,0 kg) vallen vrij van dezelfde hoogte. Vergelijk v onderaan.

A

De zware steen is 2 keer zo snel

B

Beide stenen hebben dezelfde snelheid

C

De zware steen is √2 keer zo snel

D

De lichte steen is het snelst

v = √(2·g·h) bevat de massa niet. Afleiders: evenredig met m, evenredig met √m of een lichtere steen is sneller. Syllabus C2.2.

Vul in

De chemische energie van een brandstof bereken je met de stookwaarde. Het rendement is de nuttige energie gedeeld door de energie die erin gaat.

stookwaarde

nuttige

warmte

kinetische

Syllabus C2.2: chemische energie en rendement.

Een elektrische auto neemt 15 kWh op, met η = 0,80. Bereken Enuttig in J.

A

5,4·10⁷ J

B

6,8·10⁷ J

C

4,3·10⁴ J

D

4,3·10⁷ J

Ein = 15 × 3,6·10⁶ = 5,4·10⁷ J; Enuttig = η·Ein = 0,80 × 5,4·10⁷ = 4,32·10⁷ J, dus 4,3·10⁷ J. Afleiders: η vergeten (5,4·10⁷), gedeeld door η (6,8·10⁷) en Wh in plaats van kWh (4,3·10⁴). Controle: 4,32·10⁷ / 5,4·10⁷ = 0,80. Syllabus C2.2 en A15.

Een wielrenner levert 2,0·10² W aan beweging met η = 0,25. Bereken Pin.

A

8,0·10² W

B

50 W

C

6,0·10² W

D

2,0·10² W

Pin = Pnuttig/η = 2,0·10²/0,25 = 8,0·10² W. Afleiders: vermenigvuldigd met η (50), alleen de warmte (6,0·10²) en het nuttige vermogen zelf (2,0·10²). Controle: 8,0·10² × 0,25 = 2,0·10². Syllabus C2.2, de bewegende mens.

Zet op volgorde: van de zon tot een lamp via een accu

1

Stralingsenergie van een lamp

2

Stralingsenergie van de zon

3

Elektrische energie uit het zonnepaneel

4

Chemische energie in een accu

Zon (straling), zonnepaneel (elektrisch), accu (chemisch), lamp (straling). Syllabus C2.2: stralingsenergie, elektrische energie, chemische energie.

Noem een energiebesparing voor het verkeer.

Bijvoorbeeld een lichter voertuig, minder luchtwrijving, gelijkmatig rijden en minder remmen. Syllabus C2.2: energiebesparing in het verkeer.

Een ijsblokje van 0,10 kg valt 3,0 m met wrijving en raakt de grond met 6,0 m/s. Bereken Q.

A

1,8 J

B

2,9 J

C

1,1 J

D

4,7 J

Ez = 0,10 × 9,81 × 3,0 = 2,94 J; Ek = ½ × 0,10 × 6,0² = 1,8 J; Q = 2,94 − 1,8 = 1,1 J. Afleiders: alleen Ek (1,8), alleen Ez (2,9) en de som (4,7). Controle: 2,943 − 1,800 = 1,143. Syllabus C2.2.

Een bal is omhoog gegooid, zonder wrijving. Wat geldt op het hoogste punt?

A

Ek is maximaal en Ez is nul

B

Ek en Ez zijn allebei nul

C

Ek is nul en Ez is maximaal

D

Ek en Ez zijn allebei maximaal

Bovenin is v = 0, dus Ek = 0, en alle energie zit in Ez. Syllabus C2.2: verticale worp.

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF · C2 · ENERGIEOMZETTINGEN

Goed gedaan!

Je kunt nu energieomzettingen analyseren met energiebehoud, rekenen met stookwaarde en rendement en de efficiëntie van een warmtepomp beredeneren. Bekijk de vragen die je fout had nog eens in les 1.