Arbeid en vermogen (Natuurkunde havo), les 3: Terugblik quiz

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

Introductie

Quiz met 11 vragen over arbeid, vermogen, kinetische energie, Wtot = ΔEk, wrijvingsarbeid en remweg.

Fietser op een bergweg (foto: David Marcu, CC0)

EXAMENSTOF · C2 · ARBEID EN VERMOGEN

Quiz

Terugblik: Arbeid en vermogen

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: David Marcu / Wikimedia Commons, CC0

Welke eenheid is gelijk aan 1 J?

A

1 N·m

B

1 N/m

C

1 kg·m/s

D

1 W/s

W = F·s, dus 1 J = 1 N·m. Afleiders: N/m (veerconstante), kg·m/s en W/s. Syllabus C2.1.

Je duwt 30 s lang met 2,0·10² N tegen een muur die niet beweegt. Hoeveel arbeid verricht je?

A

6,0·10³ J

B

2,0·10² J

C

6,7 J

D

0 J

s = 0, dus W = F·s = 0 J. Afleiders: F·t (6,0·10³), alleen F (2,0·10²) en F/t (6,7). Syllabus C2.1.

Vul in

Volgens Wtot = ΔEk is de totale arbeid van alle krachten gelijk aan de verandering van de kinetische energie van het voorwerp.

totale arbeid

kinetische energie

zwaarte-energie

wrijvingsarbeid

Syllabus C2.2: Wtot = ΔEk.

Een lamp gebruikt in 2,0 min een energie van 7,2·10³ J. Bereken het vermogen.

A

3,6·10³ W

B

6,0·10¹ W

C

8,6·10⁵ W

D

1,7·10⁻² W

t = 2,0 × 60 = 1,2·10² s. P = E/t = 7,2·10³ / 120 = 60 W. Afleiders: minuten niet omgerekend (3,6·10³), vermenigvuldigen (8,6·10⁵) en omgekeerd delen (1,7·10⁻²). Syllabus C2.1.

Een auto remt met dezelfde remkracht eerst vanaf 50 km/h, daarna vanaf 100 km/h. Hoeveel keer langer is de tweede remweg?

A

4 keer

B

2 keer

C

8 keer

D

Even lang

Fw·s = ½·m·v²: s is evenredig met v². Dubbele v geeft 4 keer zo grote remweg. Afleiders: lineair (2), te veel machten (8) en geen invloed (even lang). Syllabus C2.2.

Een elektrische rolstoel levert 3,0·10² W bij een constante snelheid van 1,5 m/s. Bereken de totale wrijvingskracht.

A

4,5·10² N

B

5,0·10⁻³ N

C

2,0·10² N

D

3,0·10² N

P = F·v, bij constante snelheid is F = Fw. Fw = P/v = 300/1,5 = 200 N = 2,0·10² N. Afleiders: P·v (4,5·10²), v/P (5,0·10⁻³) en P als kracht (3,0·10²). Syllabus C2.1.

Noem een nuttig gebruik van wrijvingsarbeid.

Goed: remmen van een auto of fiets (Ek wordt warmte), het afremmen van een trein, een lucifer aansteken. Verwachte fout: wrijving alleen als nadeel zien. Syllabus C2.2.

Zet op volgorde van klein naar groot vermogen

1

Straalkachel van 2,0 kW

2

Fietser die 1,5·10² W levert

3

Gloeilamp van 60 W

4

Auto die 5,0·10⁴ W levert

Alles in W: 60 W < 1,5·10² W < 2,0·10³ W < 5,0·10⁴ W. Fout: kW niet omrekenen. Syllabus C2.1.

Een kogel van 5,0·10⁻³ kg heeft 4,0·10² J kinetische energie. Bereken de snelheid.

A

2,8·10² m/s

B

4,0·10² m/s

C

1,6·10⁵ m/s

D

8,0·10⁴ m/s

Ek = ½·m·v² herleiden: v² = 2·Ek/m = 2 × 4,0·10² / 5,0·10⁻³ = 1,6·10⁵, dus v = 4,0·10² m/s. Afleiders: de 2 vergeten (2,8·10²), geen wortel getrokken (1,6·10⁵) en de 2 en de wortel vergeten (8,0·10⁴). Syllabus C2.2.

Een lift brengt 8,0·10² kg met constante snelheid in 12 s 15 m omhoog. Bereken het vermogen.

A

1,2·10⁵ W

B

1,0·10³ W

C

6,5·10² W

D

9,8·10³ W

Constante snelheid: F = Fz = 8,0·10² × 9,81 = 7848 N. W = F·s = 7848 × 15 = 1,18·10⁵ J. P = W/t = 1,18·10⁵ / 12 = 9810 W = 9,8·10³ W. Afleiders: niet door t gedeeld (1,2·10⁵), g vergeten (1,0·10³) en h vergeten (6,5·10²). Syllabus C2.1.

Een auto rijdt met constante snelheid over een vlakke weg. Wat geldt voor Wtot?

A

Wtot is positief, want de motor levert arbeid

B

Wtot is negatief door de wrijving

C

Wtot is gelijk aan de Ek van de auto

D

Wtot is nul, want ΔEk is nul

Constante snelheid: Ek verandert niet, dus Wtot = ΔEk = 0. De positieve arbeid van de motor en de negatieve wrijvingsarbeid heffen elkaar op. Syllabus C2.2.

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 · ARBEID EN VERMOGEN

Goed gedaan!

Je kunt nu arbeid, vermogen en kinetische energie berekenen en met Wtot = ΔEk de remweg en de benodigde kracht bepalen. Bekijk de vragen die je fout had nog eens in les 1.