Systematische Natuurkunde havo 5 hoofdstuk 8 uitwerkingen antwoorden

Havo 5 Hoofdstuk 8 Uitwerkingen



8.1 Arbeid

Opgave 1
a Arbeid wordt verricht door een kracht en niet door Harm.
b De wind oefent een kracht uit op Harm, Jannie en hun fietsen. De windkracht verricht dus
arbeid.

Opgave 2
De speerwerpster wil de speer een zo groot mogelijke snelheid meegeven. Hiervoor moet haar
spierkracht zo veel mogelijk arbeid verrichten. Is haar spierkracht tijdens de beweging hetzelfde,
dan hangt de arbeid af van de verplaatsing. Die is bij de beschreven techniek het grootst.

Opgave 3
De arbeid die de spierkracht verricht, bereken je met de grootte van de spierkracht en de
verplaatsing.
De spierkracht volgt uit de zwaartekracht.
De zwaartekracht bereken je met de formule voor de zwaartekracht.

Voor Annika:
Fzw = m · g
m = 80 kg
g = 9,81 m/s2
Fzw = 80  9,81
Fzw = 784,8 N

WA = Fspier,A ∙ s.
Fspier,A = Fzw Het optillen is met constante snelheid. Dus de resulterende kracht is 0 N.
s = 1,30 m
WA = 784,8  1,30
WA = 1,02·103 J

Voor Jennifer:
Fzw = m·g
m = 60 kg
g = 9,81 m/s2
Fzw = 60  9,81
Fzw = 588,6 N

WJ = Fspier,J ∙ s.
Fspier,J = Fzw Het optillen is met constante snelheid. Dus de resulterende kracht is 0 N.
s = 1,60 m
WJ = 588,6  1,60
WJ = 9,42·102 J

De spierkracht van Annika heeft de meeste arbeid verricht.

Opgave 4
a De auto rijdt met een constante snelheid. Uit de eerste wet van Newton volgt dan dat de
resulterende kracht gelijk is aan nul. De motorkracht is daarom even groot als de
wrijvingskracht.
b De arbeid die de trekkracht verricht, bereken je met de grootte van de trekkracht en de
verplaatsing.
De verplaatsing bereken je met de snelheid en de tijd.

s=v∙t
90
25 m/s
v = 90 km/h = 3,6 (afstemmen eenheden)


© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 1 van 17

,Havo 5 Hoofdstuk 8 Uitwerkingen


t = 2,5 min = 2,5  60 = 150 s (afstemmen eenheden)
s = 25  150
s = 3,75∙103 m

Wtrek = Ftrek ∙ s
Ftrek = 450 N
s = 3,75∙103 m
Wtrek = 450  3,75∙103
Wtrek = 1,687∙106 J
Afgerond: Wtrek = 1,7·106 J

Opgave 5
a De arbeid die de wrijvingskracht heeft verricht, bereken je met de grootte van de
wrijvingskracht en de verplaatsing.

Ww = −Fw ∙ s
Fw = 0,40∙103 N
s = 84 m
Ww = −0,40∙103  84
Ww = −3,36∙104 J
Afgerond: Ww= −3,4·104 J
b De arbeid die de trekkracht heeft verricht, bereken je met de grootte van de trekkracht en de
verplaatsing.

Wtrek = Ftrek ∙ s
Ftrek = 7,3∙103 N
s = 84 m
Wtrek = 7,3∙103  84
Wtrek = 6,13∙105 J
Afgerond: Wtrek = 6,1·105 J
c De arbeid die de zwaartekracht heeft verricht, bereken je met de zwaartekracht en het
hoogteverschil tussen begin en einde van de beweging.
De zwaartekracht bereken je met de formule voor de zwaartekracht.
Het hoogteverschil bereken je met de lengte van de helling en de hellingshoek.

Zie figuur 8.1.




Figuur 8.1

h
sin  
s
s = 84 m
α = 60°
h
sin(60 ) 
84



© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 2 van 17

, Havo 5 Hoofdstuk 8 Uitwerkingen


Δh = 72,7 m

Fzw = m ∙ g
m = 250 + 8  70 = 810 kg
g = 9,81 m/s2
Fzw = 810  9,81
Fzw = 7946,1 N

Wzw Fzw h
De arbeid is negatief want de kar gaat naar boven.
Wzw = −7946,1  72,7
Wzw = −5,77∙105 J
Afgerond: Wzw = −5,8·105 J




© ThiemeMeulenhoff bv Pagina 3 van 17