Upload
adam-bos
View
236
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Broos Fonck
Fysica
Energie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
2
Inleiding
Arbeid = kracht op een object → verplaatsing
Vermogen = tijd waarin die arbeid geleverd wordt
Arbeid verrichten → object die de kracht levert op een ander object
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
3
Voorbeeld
Kunnen jullie zelf voorbeelden geven van een situatie waar arbeid geleverd wordt?
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
4
Vragen
Wie of wat oefent er een kracht uit?
Op wie of wat wordt er een kracht uitgeoefend?
Kunnen we spreken van arbeid?
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
5
Voorbeeld 1
De student zet een boek op de bovenste plank van het boekenschap.
De student levert een kracht om arbeid te verrichten
op dat boek.
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
6
Voorbeeld 2
Ploeg over veld
→ paarden of tractor
→ kracht om arbeid te verrichten op de ploeg
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
7
Voorbeeld 3
Wagen op een achtbaan
→ ketting (aangedreven door een motor)
→ kracht om arbeid te verrichten op het wagentje
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
8
Voorbeeld 4
Gewichtheffer
→ gewichtheffer
→ kracht om arbeid te verrichten op de gewichten
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
9
Vraag
Wat heb je nodig om arbeid te leveren?
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
10
Besluit
In alle gevallen bezit een object een vorm van energie die een kracht aanbiedt om de arbeid te leveren.
De objecten die de arbeid leveren
→ student,
→ tractor,
→ motor/ketting,
→ gewichtheffer
bezitten (chemische potentiële) energie opgeslagen in voedsel of brandstof die getransformeerd wordt in arbeid.
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
11
Definitie
Grootheid Symbool Eenheid
Energie E [E] = J (de joule)
Een lichaam bezit energie als het in de mogelijkheid is om arbeid om te verrichten.
xFWE
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
12
Verschillende energievormen
Mechanische energie → opgesplitst in 2
De objecten hebben energie nodig om arbeid te verrichten
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
13
Vraag 1
Wie heeft er ooit al aan parachutespringen gedaan?
Je staat klaar om te springen.
Lever je arbeid?
Nee. Heb je de mogelijk om arbeid te leveren?
Ja. Waarom?
Wanneer je springt, val je naar beneden (zwaartekracht en verplaatsing).
Je hebt dus de mogelijkheid om arbeid te leveren. Je bezit dus energie. Want zonder energie kan je geen arbeid leveren.
Waarom kan hij arbeid leveren?
Door de plaats van de springer
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
14
Vraag 2
We winden een opwindbaar autootje op.
Levert de auto arbeid?
Nee. Heeft hij de mogelijkheid om arbeid te leveren?
Ja. Waarom?
Als je de auto loslaat, komt hij in beweging.
De auto heeft dus de mogelijkheid om arbeid te leveren. De auto bezit dus energie.
Waarom kan hij arbeid leveren?
Door de inwendige veer van autootje op te winden. We noemen dit spankracht.
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
15
Voorbeeld 1
De gewichten → arbeid te verrichten → plaats van de gewichten.
De gewichten → geen arbeid te verrichten
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
16
Voorbeeld 2
Span een boog door op de pees een kracht uit te oefenen.
Het geheel boog-pees → arbeid te verrichten → spankracht van de boog
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
17
Voorbeeld 3
Een flesje evian op de rand van een lessenaar.
Het flesje evian → arbeid te verrichten → plaats op de lessenaar of de “spankracht” = zwaartekracht
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
18
Besluit
De voorwerpen zijn in staat arbeid te leveren tengevolge van hun spanningstoestand of hun plaats.
Potentiële energie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
19
Voorbeeld 1
De wagen → arbeid te verrichten → snelheid van de wagen
… Bezit dus energie …
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
20
Voorbeeld 2
Het stromend water doet de watermolen bewegen.
Watermolen → arbeid te verrichten → stromend water
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
21
Besluit
De voorwerpen zijn in staat arbeid te leveren door het feit dat ze bewegen.
Kinetische energie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
22
Potentiële energie
Positie of configuratie Voorwerp → arbeid → positie in
gravitatieveld (gravitatie potentiële energie), elektrisch veld (elektrische potentiële energie), magnetisch veld (magnetische potentiële energie) of elastische vervorming (elastische potentiële energie)
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
23
Kinetische energie
Massa en snelheid
Omzetten tot arbeid
2
2
1vmEk
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
24
Voorbeeld
1. Mechanische energie → Potentiële energie
2. Mechanische energie → Kinetische energie
3. Kinetische energie → Arbeid (= kracht x verplaatsing)
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
25
Voorbeeld 2
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
26
Omzettingen van energievorm
Warmte → kinetische energie
Besluit Warmte → vorm van energie Warmte → mechanische energie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
27
Omzettingen van energievorm
Elektrische energie → kinetische energie
Besluit Elektrische energie → vorm van energie Elektrische energie → mechanische energie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
28
Omzettingen van energievorm
Chemische energie → warmte
Besluit Chemische energie → vorm van energie Chemische energie → chemische reactie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
29
Omzettingen van energievorm
Chemische energie → kinetische energie
Besluit Chemische energie → brandstoffen, voedsel en in levende wezens
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
30
Omzettingen van energievorm
Stralingsenergie → elektrische energie
Besluit Licht → vorm van energie Stralingsenergie → bewegingsenergie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
31
Behoud van energie
Broos Fonck Sint-Paulusinstituut
32
Behoud van energie: voorbeeld