Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
Natuurkunde 4
98
Natuurkunde 4
©ThiemeMeulenhoff
Brood toasten
Stel dat jij de energie voor het roosteren van een boterham opwekt met fietsen, hoelang doe je er dan over? Maak een schatting van de orde van grootte.
a 10 s
b 10^2 s
c 10^3 s
1 Elektriciteit
Stroomkring
Iedere stroomkring bevat in ieder geval:
- spanningsbron: batterij
- geleidend materiaal: stroomdraden
- weerstand: bijvoorbeeld een gloeilamp
Stroom, spanning & lading
Lading
Iedere electron heeft een lading de
Elementaire ladingkwantum e = 1,6*10^-19 C
https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_en.html
Atoomrooster metaal: https://www.schooltv.nl/video/stroomgeleiding-door-metalen-waarom-zijn-metalen-goede-stroomgeleiders/#q=elektriciteit
Atoommodel
Electroscoop
Stroom: lading per tijdseenheid
Deze symbolen en meer staan in binas tabel 17B
Stroom
Electronenstroom
Stroom: maat voor de hoeveelheid electronen met lading e die zich per seconde door de stroomkring verplaatsen
?
Voorbeeld smartphone accu
Spanning
Spanning kun je vergelijken met druk.
Het is potentieel, dat wil zeggen het kán ontladen.
Spanning staat over iets zoals het stopcontact
Spanning
Batterijen: 1,5 volt
Spanningsbron
Batterijen
Om een lampje feller te laten branden kun je drie batterijen gebruiken in plaats van één. In de figuur zijn drie batterijen op verschillende manieren aan elkaar gekoppeld. Het lampje is verbonden met de minpool van de linker batterij en de pluspool van de rechter batterij.
Met welke schakeling brandt het lampje het felst?
Opgave
Grootheden meten
Spanning (U): volt (V)
Stroom (I): Ampere (A)
Lading Q: Coulomb (C)
Meten
In deze schakeling meet de ene multimeter de stroomsterkte in ampère en de andere multimeter meet de spanning in volt.
Geef van elke multimeter aan of daarmee de stroomsterkte of de spanning wordt gemeten. Leg bij elke multimeter uit hoe je dat kunt zien aan de figuur.
Opgave
Wat maakt koper geleidend?
En wat bepaalt nog meer de geleidbaarhid van een metaal?
Weerstand, geleidbaarheid en de wet van Ohm
Grotere weerstand: minder geleidbaar
Weerstand & geleidbaarheid
Soortelijke weerstand
Wet van Ohm
Wat verklaart het verschil tussen a & b?
Stroom - spanning diagram
Kleurcodering weerstanden
Elektrische energie, vermogen & rendement
Hoeveel energie wordt er omgezet?
Energie dichtheid en capaciteit
lithium-ion accu: m= 400kg, energiedichtheid = 0,45 MJ/kg
Brandstoftank met 60L benzine
Energiedichtheid = 33 MJ/L
Wat is het rendement? Benzineauto: 27%
Elektrische auto: 67%
Waterstof auto, energiedichtheid: 120 MJ/kg
waterstof auto
Title
Title
Weerstanden in een schakeling
Elektrische componenten
Opwekking & transport van elektrische energie
Elektriciteit thuis
2 Beweging
Invloed kracht op beweging
2.2 Kracht verandert snelheid
van x,t naar v,t
v,t- diagram
Versnelling bepalen
Versnelling bepalen in een v,t- diagram
gemiddelde versnelling of versnelling op bepaald tijdstip
versnelling bepalen op bepaald tijdstip
2.3 Versnellen & vertragen
2.3 Versnellen en vertragen
Versnelling is evenredig met de nettokracht
Nettokracht & versnelling
3.19: versnellen kinderwagens
5.12 kinderwagens met verschillende massa's
Massa & versnelling
Rekenen met kracht, massa & versnelling
2.4 Afstand en beweging
snelheid bepalen op tijdstip
2.5 Vallen
Warmte & materie
3 Materie & warmte
Warmte meten we in joule (j)
Warmte & temperatuur
3.2 Fase-overgangen en dichtheid
Stel je gooit blokjes ijs
De ijsblokjes en het water wisselen warmte uit.
Het water verliest warmte
het ijs neemt warmte op
Molecuulmodel
- stoffen bestaan uit kleine deeltjes, de moleculen
- Tussen moleculen zit ruimte
- De moleculen in een stof bewegen voortdurend (bij kamertemperatuur)
- Moleculen trekken elkaar aan
molecuulmodel
Stof verwarmen
Als ik een stof verwarm neemt de energie van de stof op twee manieren toe:
1. De kinetische energie neemt toe doordat de snelheid waarmee de moleculen bewegen toeneemt: gevolg hogere temperatuur
2. De potentiële energie neemt toe doordat de afstand tussen de moleculen groter wordt. Gevolg: groter volume
Een stof verwarmen
Water is de naam voor het molecuul H2O, wat staat voor twee waterstof atomen en één zuurstof atoom
Water fasen in het dagelijks leven
Fasen & faseovergangen
Drie faseovergangen
fasen & faseovergangen
https://phet.colorado.edu/en/simulation/states-of-matter-basics
Temperatuurschaal celcius (°C) vs kelvin (K)
Temperatuur schaal
Kelvis is de SI eenheid voor temperatuur
T = t + 273
T = temperatuur in K
t = temperatuur in °C
Absoluut nulpunt:
0 K of -273 °C
moleculen staan stil
Wat denk jij?
Vragen
Q = warmte (energie) in joule (J)
c= soortelijke warmte in j/(kg K)
m = massa in kg
ΔT = verschil in temperatuur in K of °C
Soortelijke warmte
Soortelijke warmte c geeft aan hoeveel energie nodig is om 1 kg van een stof 1 K (of 1 °C) op te warmen
3.3 Verwarmen
c in Binas opzoeken: gegevens van...
-metalen 9
-alliages 10
- vaste stoffen
- vloeistoffen 11
Warmtetransport
Warmte-transport
Vragen:
1. Welke vormen van warmtetransport kennen we
2. Hoe verplaatst warmte zich bij stroming
3. Hoe verplaatst warmte zich bij geleiding?
4. Hoe verplaatst warmte zich bij straling?
Warmtestroming
Bij stroming neemt de lucht of een vloeistof de warmte mee naar een andere plaats
Stroming
(volume)debiet
Debiet
Warmtegeleiding
Het doorgeven van warmte door een vaste stof heet warmtegeleiding
Geleiding
Warmtestraling
Warme voorwerpen zoals een vuur of je lichaam zenden deze warmtestraling uit. Dit heet warmtetransport door straling. Hiervoor is geen tussenstof nodig
Straling
3.4 Isoleren
Warmte verlies door stroming
Warmte-verlies door stroming
Geleiding =
de mate waarin deeltjes bewegingsenergie doorgeven
- in zachte stoffen (vet, rubber, isolatiemateriaal) worden trillingen minder snel doorgegeven
- stilstaande lucht geeft warmte slecht door (moleculen niet dicht op elkaar en veel ruimte ertussen)
Warmte-verlies door geleiding
Warmteverlies door straling
Warmte-verlies door straling
Warmtestroom (verlies): door geleiding
Warmtestroom berekenen
3.5 Functionele materialen
Glasvezel
Legeringen
Composiet
Bio-materialen
Vloeibare kristalen
Smart materials
Coatings
Krachtwetten
4 Krachten
Wetten van Newton
1e wet: Als de resulterende kracht op een voorwerp nul is dan staat dit voorwerp stil of beweegt het met een constante snelheid
2e Wet: Als er op een voorwerp een resulterende kracht werk dan versneld of vertraagd dit voorwerp
In rust op een helling
Voorbeelden 1e wet
Met constante snelheid op een helling
Voorbeelden 2e wet
Relatie kracht, versnelling en massa
Relatie afstand, snelheid, versnelling
De parachutist
Valbeweging met luchtweerstand
Skydiving!
Welk pedaal komt het gemakkelijkst in beweging?
Moment & hefboom
Moment = kracht x arm
Dus het moment is afhankelijk van de grootte van de kracht en de lengte van de arm.
Momentenwet
Verschillende massa's gelijke momenten
Wip
Hefboomwet:
F1 * r1 = F2 * r2
F = kracht
r = arm
Hefboomwet
de plank heeft een massa van 2 kg, is 3 meter lang en steekt 1,2 meter uit boven het water.
De poes heeft een massa van 1,8 kg
Hoe ver kan de poes naar rechts lopen voor ze in het water valt?
Poes op de plank
Zwaartekracht versnelling: g
Zwaartekracht
Wat is kracht?
3 Krachten
App voor krachten simulatie:
https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/ramp-forces-and-motionhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/ramp-forces-and-motion
3.1 Krachten en hun eigenschappen
Eigenschappen van krachten
Waar denk je aan bij het begrip kracht?
Kunnen we krachten zien?
Welke krachten kennen we?
Hoe kunnen we een kracht berekenen?
Waar betekenen de begrippen:
Schaal
Vector
Werklijn
Aangrijpingspunt
Zwaartepunt
Deze vragen kun je aan het eind van de les beantwoorden
Dit zijn veel voorkomende krachten
Zwaartekracht
Normaalkracht
Spankracht
Veerkracht
Schruifwrijfingskracht
Weerstandskracht
Grootte, richting en aangrijpingspunt
Zwaartekracht & normaalkracht
Spankracht
Spankracht
Twee krachten: touw oefent kracht uit op het schip én op de kade
De krachten zijn gericht van het ene aangrijpingspunt naar het andere
Veerkracht
Formule voor de veerkracht F(veer)
Waarin C staat voor een veerconstante
en u voor de uitrekking
Voorbeeldopgave
Uitwerking
Schuifwrijvingskracht
De schuifwrijvingskracht is afhankelijk van de normaalkracht
en de ruwheid van het oppervlak waar het object op staat.
Deze kracht heeft een maximale waarde.
Voorbeeld kast duwen
Voor VWO:
https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/ramp-forces-and-motionhttps://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/ramp-forces-and-motion
Weerstandskracht
We onderscheiden twee weerstandskrachten: rolweerstand & luchtweerstand
De grootte van de rolweerstand is afhankelijk van de kracht waarmee het rollende voorwerp tegen de grond wordt geduwd en van de vervormbaarheid van de contactopervlakken.
Meer vervormbaar -> groter contactoppervlak -> meer rolweerstand
Voor VWO:
Krachten samenstellen
3.2 Krachten samenstellen
Resulterende kracht bepalen
Resulterende kracht bepalen
Kracht is een vector grootheid: dat wil zeggen dat een kracht een grootte heeft én een richting.
Als er meerdere krachten op een voorwerp werken kan de resulterende kracht en richting bepaald worden.
Vallen de werklijnen van de krachten samen dan kunnen we de krachten optellen of aftrekken
Maken de werklijnen een hoek dan bepalen we de resulterende kracht met een parallellogram op schaal.
Resulterende kracht: zelfde richting
Zelfde richting: krachten optellen
Resulterende kracht: tegengestelde richting
Tegengestelde richting: krachten van elkaar aftrekken
Resulterende kracht bepalen werklijnen maken een hoek
Voorbeeld
Uitwerking
Krachten ontbinden
3.3 Krachten ontbinden
Componenten van een kracht
Omgekeerde parallellogrammethode
Omgekeerde parallellogrammethode
Als je de resulterende kracht weet en de richting waarin de honden trekken kun je de krachten in de riemen contstrueren met de omgekeerde parallellogrammethode
Ontbinden van krachten
Ontbinden in loodrechte componenten
De twee componenten (Ftrap, y & Ftrap, x) zijn geen echte krachten, ze geven alleen de gevolgen weer: omhoog en naar voren.
Voordeel van deze ontbinding:
Ftrap, y kunnen corrigeren voor de zwaartekracht. Op Ftrap, x heeft de zwaartekracht geen invloed.
Ontbinden van de zwaartekracht op een helling
Voorbeeld
Uitwerking
Krachten in evenwicht
Lesdoelen
Aan het eind van de les kun je:
1. herkennen uitleggen wanneer er krachtenevenwicht is
2. Bepalen wat twee onbekende krachten zijn in een krachtenevenwicht met drie krachten
3.4 Krachten in evenwicht
Twee krachtenevenwicht
Twee-krachtenevenwicht
drie-krachten evenwicht
Drie-krachtenevenwicht met twee bekende krachten
De klimster
Drie-krachtenevenwicht met één bekende kracht
De schommel
voorbeeld schommel
Voorbeeld spijkerbroek aan waslijn
1
2
3
4
Rek, spanning en elasticiteit
3.5 Krachten in materialen
Relatieve rek
Formule Rek
Spanning:
Formule spanning
Rek & spanning diagram
Elasticiteits modulus
Formule elasticiteits modulus
Voorbeeld
5 minuten om deze opgave te maken.
Daarna wijs is willekeurig iemand aan die het gaat proberen