KB H14 Kracht en beweging

• newEditor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

H14 Kracht en beweging

H14.1 Eenparige beweging

H14.2 Versnellen en vertragen

H14.3 Aandrijven en tegenwerken

H14.4 Veiligheid in het verkeer

Naar C118

Aşire Gökşen

Jesse Henry

Levi Henry

Ton van Herwaarden

Meenemen: Binas, laptop, oplader!!

14.1 Eenparige bewegingen

• een (s,t)-diagram en een (v,t)-diagram aflezen.

• berekeningen maken met de snelheid, de afstand en de tijd bij een eenparige beweging.

• snelheden omrekenen van m/s naar km/h, en van km/h naar m/s.

• een (s,t)-diagram en een (v,t)-diagram tekenen.

• in een (s,t)-diagram en een (v,t)-diagram een eenparige beweging herkennen.

! Tijdens een fietsrit door de stad verandert steeds je snelheid. Er zijn ook situaties waarbij voorwerpen met steeds dezelfde snelheid bewegen. Kun je er een paar noemen?

Aan het einde van de les kun je

Omrekenen

van m/s naar km/h en van km/h naar m/s

• Er zitten (60×60) seconden in een uur, er zitten 1000 meter in een kilometer

• Dus 3 km/h = 3000 meter per uur = 3000 meter per 3600 seconden:

• 3000:3600 is hetzelfde als 3:3,6!

Eenparige beweging

Een beweging waarvan de snelheid constant blijft

• wat zegt dat ook alweer over de nettokracht?

• Hoe ziet dat er uit in een stroboscopische foto?

De eenparige beweging

Bij een eenparige beweging verandert de snelheid niet: die blijft de hele tijd constant.

Als je de gemiddelde snelheid kent, weet je meteen hoe groot de snelheid op elk moment van de beweging was. Bij een eenparige beweging geldt dus: 

De eenparige beweging

In deze formule staat v voor de snelheid op elk (!) moment van de beweging en t voor de tijd die nodig was voor het afleggen van de afstand s. 

Gegevens:

• t = 5,0 s

• s = 100 m

Gevraagd:

• v = ? km/h

Formule:

• s = v x t  =>  v = s : t

Uitwerking:

• v = 100 : 5 = 20 m/s

Antwoord:

• v = 20 x 3,6 = 72 km/h

Opg 1:

Bereken de snelheid van elke beweging in km/h. 

Rond af op één decimaal.

Nuri rijdt met zijn vader over een weg waarlangs hectometerpaaltjes staan. Ze doen 5,0 seconden over de afstand tussen twee paaltjes.

Het (s,t)-diagram van een eenparige beweging

s - t  diagram

s (m) is afstand in meters

t is tijd in seconden

Kun je vertellen wat er met de lijn gebeurt als het voorwerp sneller gaat? 

En wat gebeurt er als het voorwerp langzamer gaat?

Het (v,t)-diagram van een eenparige beweging.

v - t  diagram

v is de snelheid in meters/seconde

t is tijd in seconden

Kun je vertellen wat er gebeurt met de lijn als het voorwerp steeds sneller zou bewegen?

En als het voorwerp steeds langzamer zou bewegen?

H14 Kracht en beweging

H14.2 Versnellen en vertragen

Versnellen en vertragen

• berekeningen maken met de gemiddelde snelheid, de afgelegde weg en de tijd.

• in een (s,t)-diagram en in een (v,t)-diagram versnelde en vertraagde bewegingen herkennen.

• beschrijven wat een eenparig versnelde beweging en een eenparig vertraagde beweging is.

• de afstand berekenen die tijdens een eenparig versnelde en een eenparig vertraagde beweging is afgelegd.

De snelheid van een bewegend voorwerp is vrijwel nooit constant. Als een scooter optrekt, neemt de snelheid toe. Van een scooter die remt voor een stoplicht neemt de snelheid juist af. Heeft dit invloed op de gemiddelde snelheid?

op het examen kun je

Versnelde beweging

Eenparige beweging

Vertraagde beweging

Versnelde beweging

Een beweging waarvan de snelheid steeds groter wordt

• Hoe ziet zo'n beweging er uit in een stroboscopische foto?

Eenparig versneld

Bij een eenparig versnelde beweging neemt de snelheid per seconde gelijkmatig toe. Je kunt dan de afstand die de auto tijdens de versnelling aflegt uitrekenen met: 

s = v_gem x t

De gemiddelde snelheid tijdens de versnelling kun je berekenen met: v_gem = (v_b+ v_e) : 2

Afstand tijdens versnelling berekenen

Een auto passeert het bord 'einde bebouwde kom'. De automobilist drukt het gaspedaal in. In 4,5 seconden loopt de snelheid op van 50 naar 80 km/h. Je mag ervan uitgaan dat de beweging eenparig versneld is.  Bereken hoe groot de afgelegde weg van de auto is tijdens deze versnelling.

Uitwerking in 5 stappen:

1. v_gem bepalen door te bedenken wat er precies tussen 50 en 80 km/h zit. v_gem = (v_b+ v_e) : 2  
   v_gem = (50+80)/2 = 65 km/h = 18,06 m/s       t = 4,5 s

2. s = ?

3. s = v_gem ×t

4. s = 18,06 m/s x 4,5 s 

5. s = 81,25 m 

vertraagde beweging

Een beweging waarvan de snelheid steeds kleiner wordt.

• Oftewel de versnelling negatief is!

• Hoe ziet een stroboscopische foto van zo'n beweging er uit?

Eenparig vertraagd

Bij een eenparig vertraagde beweging neemt de snelheid per seconde gelijkmatig af. 

Je kunt dan de afstand die de auto tijdens de vertraging aflegt uitrekenen met: s = v(gem) x t

De gemiddelde snelheid tijdens de versnelling kun je berekenen met: 

v(gem) = (Vbbeginsnelheid + eindsnelheid) : 2

Gemiddelde snelheid berekenen

Een auto passeert het bord 'einde bebouwde kom'. De automobilist drukt het rempedaal in. In 4,5 seconden loopt de snelheid terug van 80 naar 50 km/h. Je mag ervan uitgaan dat de beweging eenparig vertraagd is. 

Bereken hoe groot de gemiddelde snelheid van de auto is.

Uitwerking:

v_(begin) = 80 km/h

v_(eind) = 50 km/h

v_(gem) = (v_(begin) + v_(eind)) : 2

                = (80 + 50) : 2 = 65 km/h       De tijd in deze opgave heeft dus geen effect op de                                                                                                gemiddelde snelheid

Afstand tijdens vertraging berekenen

Een auto passeert het bord 'einde bebouwde kom'. De automobilist drukt het rempedaal in. In 4,5 seconden loopt de snelheid terug van 80 naar 50 km/h. Je mag ervan uitgaan dat de beweging eenparig vertraagd is. Bereken hoe groot de afgelegde weg van de auto is tijdens deze vertraging.

Uitwerking in 5 stappen:

1) v_gem= 65 km/h = 18,06 m/s t = 4,5 s

2) s = ?

3) s = v_(gem) x t

4) s = 18,06 m/s x 4,5 s

5) s = 81,25 m 

Tabel en diagram maken

v,t-diagram maken

In een v,t-diagram zetten we de snelheid uit tegen de tijd. De tijd staat daarbij horizontaal en de snelheid verticaal. Let hierbij op de juiste eenheden. 

Bewegingen

De versnelde beweging:

Bij deze beweging wordt de snelheid steeds groter.

Elke seconde wordt er meer afstand afgelegd.

De eenparige beweging (constant):

Bij deze beweging blijft de snelheid constant (gelijk)

Elke seconde wordt er dezelfde afstand afgelegd.

De vertraagde beweging:

Bij deze beweging wordt de snelheid steeds kleiner.

Elke seconde wordt er minder afstand afgelegd

H14 Kracht en beweging

H14.3 Aandrijven en tegenwerken

Aandrijfkracht

De kracht waardoor een voertuig beweegt noem je de aandrijfkracht of stuwkracht.

Dit is een meewerkende kracht.

aandrijfkrachten - wrijvingskrachten =

Nettokracht

Hoe veranderd een kracht de snelheid?

aandrijfkrachten - wrijvingskrachten

Nettokracht

Nettokracht = 0 N? -> constante snelheid

Nettokracht

Nettokracht = 0

evenwicht

Geen verandering

Nettokracht = 0

Verandering van beweging

/

nettokracht naar rechts                                                    nettokracht NUL                               nettokracht naar links

Nettokracht

=> Nettokracht werkt in de bewegingsrichting

=> Nettokracht is 0 N

=> Nettokracht werkt tegen de bewegingsrichting in

Nu worden de drie soorten beweging gekoppeld aan het nieuwe begrip 'nettokracht'. Belangrijk inzicht moment.

Nettokracht

Nettokracht is de som van de krachten

Traagheid

Hoe meer massa een object heeft, des te groter de traagheid.

Traagheid geeft aan hoe makkelijk je iets kan versnellen of afremmen. Hoe meer traagheid, hoe meer het object zich verzet tegen snelheidsveranderingen.

Massa en traagheid

Remweg wordt langer wanneer de massa groter wordt. 

Traagheid van massa: Er is kracht nodig

 om de beweging van een voorwerp te 

veranderen. 

Voorbeeld traagheid: 

H14 Kracht en beweging

H14.4 Veiligheid in het verkeer

Stopafstand

• Stopafstand = reactieafstand + remweg.

• 2 seconden afstand tussen elkaar is een relatief veilige tijd en daardoor afstand (volgafstand).

Stopafstand

Veiligheidsmaatregelen 4.3

Reactieafstand

A = L.b = 10 x 1,5 = 15m

Remafstand

A = ½ Lxb = ½ x 10 x (2,5-1,5)= 5m

stopafstand

Stopafstand = reactieafstand+remafstand

Stopafstand = 15 + 5 = 20m

 

Stopafstand

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)