Samenvatting Newton 5 VWO - Hoofdstuk 9

Newton 5 VWO
Hoofdstuk 9 – Sport en verkeer
Arbeid, energie en vermogen
§ 9.1 – Introductie
Soorten krachten

- Zwaartekracht Fz = mg
- Veerkracht Fv = Cu
- Schuifwrijving Fw,s = fFn
- Rolweerstand Fw,r = crFn
1
- Luchtweerstand Fw,l = cwA
2



Evenwichten van krachten

- Als de nettokracht of resulterende kracht niet nul is, versnelt of vertraagt het
voorwerp Fres = ma
∆v
- Bij een eenparig versnelde beweging geldt a =
∆t
∆v
- Gemiddelde versnelling: agem =
∆t
dv
- Een versnelling op een willekeurig tijdstip: a = = hellingsgetal raaklijn
dt

Chemische energie

- Bij vloeistoffen wordt de verbrandingswarmte uitgedrukt in J/L of in J/m 3. Bij
vaste stoffen in J/kg.
- Als je de spanning van de accu vermenigvuldigt met de capaciteit, krijg je de
energie in wattuur of in milliwattuur.

§ 9.2 – Energie voor bewegen
Energie en wrijving bij beweging

Om een beweging in stand te houden is alleen energie nodig als er wrijving is, want
dan gaat er energie ‘verloren’. Die energie gaat niet echt verloren, maar wordt
omgezet in een andere soort energie, namelijk warmte. De omzetting van
bewegingsenergie in warmte door wrijving wordt wrijvingsarbeid genoemd. Bij
luchtweerstand merk je bijna nooit dat er warmte ontstaat door de wrijving.

, Energie in het verkeer

Bij een bewegend voorwerp met een nettokracht gelijk aan nul, is de arbeid
evenredig met de totale tegenwerkende wrijvingskracht en ook evenredig met de
afstand die wordt afgelegd. Fvw = Fw,r + Fw,l

Rendement

Als de snelheid van een voorwerp aangedreven door een motor of dergelijke gelijk
blijft, moet er chemische energie omgezet worden in bewegingsenergie. De warmte
die bij deze processen ontstaat, is geen nuttige energie. De bewegingsenergie die
ontstaat is de nuttige energie. De verhouding van nuttige energie en niet nuttige
energie is het rendement.

Zuiniger rijden

Auto’s kunnen op twee manieren zuiniger worden gemaakt. De tegenwerkende
krachten kunnen kleiner worden gemaakt en de motor kan efficiënter worden
gemaakt.

Elektromotoren halen een hoger rendement dan verbrandingsmotoren. Je mag dit
echter niet met elkaar vergelijken, want bij de productie van elektrische energie gaat
er ook veel nuttige energie verloren. Ook kunnen hierbij vervuilende stoffen
vrijkomen, net als bij verbrandingsmotoren.

Arbeid

Arbeid is de hoeveelheid energie die door een kracht wordt omgezet door
bewegen. De hoeveelheid arbeid is evenredig met de kracht én met de verplaatsing.
W = Fs W arbeid (J). 1 Nm = 1 J

Als arbeid energie aan een voorwerp onttrekt, heeft de arbeid een negatieve
waarde. De richting van de kracht en de richting van de verplaatsing zijn dan
tegengesteld.

Bij een kracht die schuin op de beweging staat, gebruik je de component van de
kracht in de richting van de beweging. Dit is gelijk aan Fcos(a), waarbij a de hoek
tussen de kracht en de bewegingsrichting is. De arbeid kun je dus in het algemeen
uitdrukken als: W = Fscos(a)

Arbeid en wrijvingskracht
Win + Wuit = 0. Hierin is Win de arbeid van de motor en Wuit de negatieve
wrijvingskrachten. Dit geldt voor een auto op een vlak wegdek.