Kinetische energie en arbeid

Peter stelde deze vraag op 04 mei 2016 om 14:59.
Hallo, 

Ik ben aan het leren voor mijn Havo examen natuurkunde alleen ik begrijp iets niet. Ik heb een bijlage toegevoegd met een foto van de opgave.



Ik begrijp niet hoe ze aan Vb komen, ik heb al van alles geprobeerd. Deze opgave komt uit natuurkunde samengevat. Als iemand dit misschien uit zou kunnen leggen zou dat fijn zijn. 

Alvast bedankt!

Peter

Reacties

Inneeh op 04 mei 2016 om 15:57
Hoi Pieter, 
Ben zelf ook niet super in natuurkunde hoor, maar het gaat hier om het begrijpen van de begrippen 'zwaarte-energie' en 'kinetische-energie' en het toepassen van deze twee begrippen. 

Als eerst: 
Kinetische-energie (of: Ek) is de energie die nodig is om een voorwerp van plaats te veranderen, waarbij die zich blijft voortbewegen over een vaste ondergrond. Denk aan: bewegingen van links naar recht en omgekeerd (maar nooit bewegingen waar het voorwerp los raakt van zijn ondergrond, zoals van boven naar beneden). 

Zwaarte-energie (Of Ek) is de energie die een voorwerpkrijgt als die los komt van de ondergrond. Denk aan: bewegingen waar iets omhoog of omlaag beweegd. 

Nog iets dat je moet weten is het volgende: 
Er geldt een behoud van energie Ein = Euit dus als jij ergens energie in stopt is de totaal energie die je meet in punt A gelijk als de totaal energie in punt B. Let wel op: het kan zijn dat je in punt A bv. chemische energie er instopt en er uiteindelijk kinetische energie en warmte-energie zijn ontstaan. Dus de energiesoort kan verschillen, maar de hoeveelheid energie blijft gelijk. 

Terug naar jouwn afbeelding: 
We weten dat de totaal energie in punt A en punt B gelijk zijn, dus er geldt: 
Ea = Eb

Voor punt A geldt: 
Nu wordt de bal schuin omhoog gegooid. In punt A moet dus energie worden geproduceerd om de bal omhoog en opzij te laten bewegen. Er moet dus zwaarte-energie ontstaan om hem omhoog te laten bewegen en kinetische-energie om hem opzij te kunnen laten bewegen. In punt A ontstaat dus zowel kinetische- als zwaarte energie. 

De hoogte van a is  0 meter 
De snelheid waarmee de bal uit a wordt gegooid is 20 m/s
De gravitatieconstante is altijd 9,81. 

Voor punt B geldt: 
De bal komt schuin in punt B aan. Er geldt dus: de bal bevat kinetische- en zwaarte-energie. 

De hoogte van b is 6,0 meter
De snelheid van b die wordt gevraagd, dus die weet je niet.
De gravitatieconstante is altijd 9,81. 

Kortom, 
We weten dat in punt A en punt B zowel kinetische- als zwaarte-energie moeten zijn ontstaan. Dan weten we dat de totaal energie in A en B gelijk zijn. Dus geldt: 

Ez, a + Ek, a = Ez, b + Ekb


De formule van Eis Ez = m x g x h 
De formule van Ek is Ek = 1/2m x v2
(Staan natuurlijk in je BINAS)

Dus dat invullen geeft mij: 
m x g x h x 1/2m x v2 = m x g x h x 1/2m x v2

Nog een klein dingetje. Omdat we even veel massa (m) links als rechts van het =-teken hebben staan, mogen we deze wegstrepen. De grote van de massa maakt namelijk niet uit.

g x h x 1/2 x v2 = g x h x 1/2 x v2.

Nu is het nog een kwestie van v2 overhouden: 
g x h x 1/2 x v2 / g x h x 1/2  = V2

Om V over tehouden, neem je de wortel van de uitkomst van V2






Jan van de Velde op 04 mei 2016 om 16:19

Peter plaatste:



Ik begrijp niet hoe ze aan Vb komen, 
dag Peter,

Of bedoel je hier alleen maar mee dat je dit wiskundesommetje:



niet opgelost krijgt??

Groet, Jan
Peter op 04 mei 2016 om 16:27

Jan van de Velde plaatste:

Peter plaatste:



Ik begrijp niet hoe ze aan Vb komen, 
dag Peter,

Of bedoel je hier alleen maar mee dat je dit wiskundesommetje:



niet opgelost krijgt??

Groet, Jan
Hallo, 

Bedankt voor jullie reacties!

Dat klopt ik begrijp niet helemaal hoe ze daar aan komen. Ik dacht eerst dat als je de som in zou vullen en dan van het antwoord de wortel zou nemen krijg je het antwoord, maar dat was bij mij niet het geval. 
Ik zat net nog even de reactie van Inneehdoor de lezen, maar ik kom er nog niet echt uit.

Peter
Jan van de Velde op 04 mei 2016 om 16:35
½ x 20² + 0 = ½ x vb² + 9,8 x 6,0
½ x 400 = ½ x vb² + 58,8
400 = vb² +117,6
vb² = 400 - 117,6 = 282,4
vb= √282,4 = 16,8 m/s

qua significanties wordt het antwoord dus 17 m/s

groet, Jan


Inneeh op 04 mei 2016 om 17:25

Jan van de Velde plaatste:

½ x 20² + 0 = ½ x vb² + 9,8 x 6,0
½ x 400 = ½ x vb² + 58,8
400 = vb² +117,6
vb² = 400 - 117,6 = 282,4
vb= √282,4 = 16,8 m/s

qua significanties wordt het antwoord dus 17 m/s

groet, Jan


Dag Peter (sorry, dat ik net Pieter zei), 

Je moet weten dat in punt A en punt B kinetische- en zwaarte-energie aanwezig zijn.

Kinetisch, want de bal beweegd van links naar rechts. Zwaarte, want de bal beweegd omhoog. Trucje om dit te weten: er staat schuin omhoog in je opgave. 

Verder weet je dat er nooit energie weggaat, maar het kan zijn dat energie verloren gaat, omdat warmte-energie een energievorm is die we liever niet hebben! Maar toch de totale hoeveelheid energie is altijd het zelfde, op welk punt je het bekijkt. 

Doordat je weet dat punt A en punt B even veel energie bezitten zeg je: 
Ea = Eb

Je weet dat er in punt a en b, zowel kinetische- als zwaarte-energie ontstaat dus: 

Ez, a + Ek, a = Ez, b + Ek, b

Dan is het simpel invullen van de gegevens, zoals Jan hierboven laat zien. 
g x h x 1/2 x v2  delen door g x h x 1/2 = V2
½ x 20² + 0 = ½ x vb² + 9,8 x 6,0
½ x 400 = ½ x vb² + 58,8
400 = vb² +117,6
vb² = 400 - 117,6 = 282,4
vb= √282,4 = 16,8 m/s



Peter op 04 mei 2016 om 18:00
Hallo,

Dankjewel Jan & Inneeh ik zie nu wat ik fout heb gedaan. Ik deed x1/2 i.p.v. delen door 1/2.
Ik begrijp het nu. :D

Hartstikke bedankt voor jullie reacties en tijd! :)

Peter

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft acht appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)