Energie

• nask
• Voortgezet speciaal onderwijs
• Leerroute 4

Energiesoorten

• verschillende energiesoorten kennen
• rekenen aan bewegingsenergie (kinetische energie), zwaarte-energie
• rekenen aan energieomzettingen  (Ez en Ek)
• de wet van behoud van energie 

Soorten energie

1. Chemische energie
2. Kernenergie
3. Electrische (en magnetische) energie
4. Stralingsenergie (warmte)
5. Bewegingsenergie Ekin
6. Zwaarte-energie Epot
7. Veer- of elastische energie

Energie

Om te kunnen fietsen, is daar energie voor nodig. Een lamp heeft energie nodig om licht te geven. Energie is overal aanwezig. Maar wat is het eigenlijk?

Energie is de mogelijkheid van een systeem om warmte, straling of beweging te produceren. In deze context wordt een systeem gezien als een omgeving waarin natuurwetten werken.

Wanneer een systeem of voorwerp beweegt, spreken we over kinetische energie. 

Als een voorwerp de mogelijkheid of potentie heeft om zichzelf of een ander voorwerp in beweging te krijgen, spreken we van potentiële energie.

Kinetische energie

De formule voor kinetische energie luidt als volgt:


waarin:
           =  kinetische energie in      J
           =  massa in                               kg
           =  snelheid in                           m/s

Zoals te zien is, is de kinetische energie afhankelijk van de snelheid waarmee het voorwerp beweegt.

E​kin​​=​2​​1​​mv​2​​

E​kin​​

m

v

Zwaarte-energie

De formule voor zwaarte-energie luidt als volgt:


waarin:
           =  zwaarte-energie in      J
           =  massa in                           kg
           =  valversnelling in            m/s²
           =  hoogte in                          m  (niveau ; het aardeoppervlak of het middenpunt van de aarde)

Zwaarte-energie is een vorm van potentiële energie. Wanneer je een krat optilt, heeft het door deze zwaarte-energie elke keer de neiging om naar beneden te vallen van hoogte h.

E​pot,z​​=mgh

E​z​​

m

g

h

De zwaarte-energie gaat volledig op in bewegings-energie

Neem aan m= 100 kg en g=10 m/s2 Ez=10000 J= 100 kg x 10 m/s2 x ....?

hoogte =10 m

v op de grond ?

v=14 m/s

v=√​​m​​(E​kin​​⋅2)​​​​​

energie omzetting van Ez in Ek

je laat per ongeluk een camera vallen vanaf een hoogte van 10 meter. Met welke snelheid valt de camera op de grond? geen last van wrijving. 

Ez=Ek

mgh=​2​​1​​mv​2​​

v=√​2gh​​​

opgave 7 

beginsnelheid is 30 km/h, valhoogte is 2,4 m, valsnelheid in water?   Energie bij de kade = energie in water

Ek+Ez=Ek

​2​​1​​mv​2​​+mgh=​2​​1​​mv​2​​

​2​​1​​(v​b​​)​2​​+gh=​2​​1​​(v​e​​)​2​​

(v​b​​)​2​​+2gh=(v​e​​)​2​​

(​3,6​​30​​)​2​​+2⋅9,81⋅2,4=(v​2​​)​e​​

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)

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)​​​​​

opg8:opg 6: h= 15 m en vb=5 m/s

opgave 9a

9b