zwaarte energie of kinetische energie
liesa stelde deze vraag op 12 mei 2019 om 13:53.wanneer gebruik je nou zwaarte energie en wanneer kinetische energie.
ik maakte de examen havo 2015 tijdvak 1 opgave 5 "soliton"
daar moest je de rendement berkenen van de pomp. ik wist wel wat ik moest doen maar inplaats van
zwaarte energie heb ik kinetische energie gebruikt. ik zag wel dat er in het vraag heel duidleijk 'zwaarte punt' stond.
kan iemand mij uitleggen hoe ik dat moet herkennen in een opgave zodat ik deze fout niet maak
Reacties
Zwaarte-energie is energie die een voorwerp heeft doordat het onder invloed van de zwaartekracht staat. Op aarde (t.o.v. grond) wordt dit meestal berekend met Ez =mgh
Kinetische energie is energie die een voorwerp heeft doordat het snelheid heeft. Die waarde is Ek = 1/2 mv2
Een voorwerp kan dus beide vormen van energie hebben. Wat je in opgaven veel tegenkomt is dat een voorwerp vanuit stilstand van een hoogte valt.
Op die hoogte heeft het alleen zwaarte-energie. De kinetische is 0 J want v = 0 m/s.
Dan begint het te vallen, krijgt daardoor snelheid. Maar de hoogte wordt minder dus de Ez neemt af. Omdat er behoud van energie is komt de afname van de Ez overeen met de toename van Ek . Je kunt dus op elke hoogte uitrekenen hoe groot de snelheid v dan moet zijn omdat de Ek op dat moment gelijk is aan de afname van de zwaarte-energie als het op een lagere hoogte (valpositie) is aangekomen (Ez,hoogte - Ez,valpositie)
Bij de Soliton opgave wordt water opgepompt naar grotere hoogte. Dat betekent dat het meer zwaarte energie krijgt.
Bereken het rendement van de pomp.
De pomp verplaatst 341 m3 water (massa m = ρ.V = (998 kg/m3). 341 m3 = 3,40 . 105 kg) over een hoogte van 4,5 m in het aards zwaartekrachtveld.
De zwaarte-energie van het water neemt toe met
ΔEzw = m.gΔh = 3,40.105 . 9,81 . 4,5 = 1,50 . 107 J
Deze energie is verkregen door (nuttige) arbeid verricht door de pomp gedurende 136 s.
De pomp heeft een vermogen van 441 kW, en heeft van het stroomnet energie afgenomen ter grootte van
E = P.t = 441 . 103 . 136 = 5,998 . 107 J
Rendement is dan
η = 1,50 . 107 / (5,998 . 107) = 0,25 = 25%
(ik moet een bal in een emmer water laten vallen en dan de kinetische energie berekenen.)
Bijlagen:
energie gaat nooit verloren, wordt alleen maar omgezet van de ene vorm in de andere.
hier dus van zwaarte-energie naar kinetische energie
als jij een bal van (ik zeg maar wat) 2 kg van 1,5 m hoogte (gemeten tot wateroppervlak) laat vallen, dan had die bal voordat je hem losliet een zwaarte-energie van (zie de formules die je kreeg)
Ez = m x g x h
= 2 x 9,81 x 1,5 = 29,43 J
dat is dan ook (wet van behoud van energie) de bewegingsenergie die de bal heeft vlak voordat die het wateroppervlak raakt.
dus Ez boven is gelijk aan Ekin beneden
vul die bewegingsenergie formule in
Ekin = ½ x m x v²
29,43 = ½ x 2 x v²
en reken v uit
groet, Jan
Ik moest een voorwerp in een emmer water laten vallen en kijken hoeveel water eruit klotst ik snap niet wat ze met het verband tussen de kinetische energie en het water bedoelen?
Theo de Klerk plaatste:
Hoeveel water eruit gespat is laat zich m.i. niet zo maar makkelijk berekenen.Staat er een formule voor de zwaarte-energie in je natuurkundeboek of (Nederland, bovenbouw havo en vwo) in tabel 35 van Binas?
Groet, Jaap
Hoezo krijg je in Nederland de formules gegeven?
BiNaS is een tabellen- en formuleboek dat je tijdens het examen mag gebruiken. Het is wat onzinnig om formules uit je hoofd te leren. Dat doe je met een tabel ook niet: je dient nog steeds de juiste redenatie te volgen. Een formule daarbij zoek je op.
NB, het is dus ook niet zo dat bij een opgave staat vermeld: "gebruik hierbij onderstaande formule". Ik schat dat er in de havo/vwo Binas rond de 120 formules staan vermeld.
Kunnen omgaan met informatiebronnen beschouwen we ook als een belangrijke basisvaardigheid in de natuurkunde. In de technische en chemische wereld bestaan honderden tabellenboeken.