Fysica Energie Broos Fonck SintPaulusinstituut 2005 Inleiding Arbeid

Fysica Energie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 2005

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 2

Voorbeeld Kunnen jullie zelf voorbeelden geven van een situatie waar arbeid geleverd wordt? Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 3

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 4

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 5

Voorbeeld 2 Ploeg over veld → paarden of tractor → kracht om arbeid te verrichten op de ploeg Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 6

Voorbeeld 3 Wagen op een achtbaan → ketting (aangedreven door een motor) → kracht om arbeid te verrichten op het wagentje Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 7

Voorbeeld 4 Gewichtheffer → gewichtheffer → kracht om arbeid te verrichten op de gewichten Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 8

Vraag Wat heb je nodig om arbeid te leveren? Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 9

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 10

Definitie Grootheid Symbool Eenheid Energie E [E] = J (de joule) Een lichaam bezit energie als het in de mogelijkheid is om Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 11

Verschillende energievormen n Mechanische energie → opgesplitst in 2 De objecten hebben energie nodig om arbeid te verrichten n Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 12

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 13

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 14

Voorbeeld 1 De gewichten → arbeid te verrichten → plaats van de gewichten. De gewichten → geen arbeid te verrichten Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 15

Voorbeeld 2 Span een boog door op de pees een kracht uit te oefenen. Het geheel boog-pees → arbeid te verrichten → spankracht van de b Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 16

Voorbeeld 3 Een flesje evian op de rand van een lessenaar. Het flesje evian → arbeid te verrichten → plaats op de lessenaar of de Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 17

Besluit De voorwerpen zijn in staat arbeid te leveren tengevolge van hun spanningstoestand of hun plaats. Potentiële energie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 18

Voorbeeld 1 De wagen → arbeid te verrichten → snelheid van de wagen … Bezit dus energie … Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 19

Voorbeeld 2 Het stromend water doet de watermolen bewegen. Watermolen → arbeid te verrichten → stromend water Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 20

Besluit De voorwerpen zijn in staat arbeid te leveren door het feit dat ze bewegen. Kinetische energie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 21

Potentiële energie Positie of configuratie n Voorwerp → arbeid → positie in n gravitatieveld (gravitatie potentiële energie), n elektrisch veld (elektrische potentiële energie), n magnetisch veld (magnetische potentiële energie) of n elastische vervorming (elastische potentiële energie) n Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 22

Kinetische energie Broos Fonck n Massa en snelheid n Omzetten tot arbeid Sint-Paulusinstituut 23

Voorbeeld 1. 2. 3. Broos Fonck Mechanische energie → Potentiële energie Mechanische energie → Kinetische energie → Arbeid (= kracht x verplaatsing) Sint-Paulusinstituut 24

Voorbeeld 2 Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 25

Omzettingen van energievorm n Warmte → kinetische energie Besluit n Warmte → vorm van energie n Warmte → mechanische energie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 26

Omzettingen van energievorm n Elektrische energie → kinetische energie Besluit n Elektrische energie → vorm van energie n Elektrische energie → mechanische energie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 27

Omzettingen van energievorm n Chemische energie → warmte Besluit n Chemische energie → vorm van energie n Chemische energie → chemische reactie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 28

Omzettingen van energievorm n Chemische energie → kinetische energie Besluit n Chemische energie → brandstoffen, voedsel en in levende wezens Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 29

Omzettingen van energievorm n Stralingsenergie → elektrische energie Besluit n Licht → vorm van energie n Stralingsenergie → bewegingsenergie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 30

Behoud van energie Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 31

Behoud van energie: voorbeeld Broos Fonck Sint-Paulusinstituut 32