dag Emilie,

We verwachten zeker eigen inbreng hier, je weet hopelijk ietsje  meer dan niks van dit onderwerp.

Laten we met de eerste beginnen:

a)

• welke soorten energie ken je,
• welke soort energie heeft Tarzan als hij nog daar boven in die boom zit?
• wordt dat meer of minder als hij naar beneden valt?
• welke soort energie krijgt Tarzan tijdens het vallen meer en meer van? 

Groet, Jan

Dag Emilie,
In het opschrift van het vraagbaakoverzicht https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak staat:
'Wees je ervan bewust dat we geen pasklare antwoorden sturen, maar tips waarmee je zelf het probleem op kunt lossen. Daar leer je het meeste van.'
Daarom: schrijf alsjeblieft wat je zelf al hebt bedacht voor deze opgave.
Opgave 1a: is die misschien al gelukt?
Opgave 2: in welke formule voor het vermogen kun je de gegeven energie en tijdsduur invullen?
Welke gegeven energiehoeveelheid is de 'verbruikte energie'?
Welke hoeveelheid is de 'nuttige energie'? Formule?

Beste Jan van de Velde en Jaap Koole,
Mijn excuses!

Wat ik al heb gedaan bij opgave 1 is:
De potentiële zwaarte-energie van Tarzan is gelijk aan E = 981 J.
Als hij valt vermindert de zwaarte-energie en stijgt de kinetische energie. De beide energievormen veranderen maar de totale hoeveelheid energie blijft steeds constant. De som van de zwaarte-energie en kinetische energie van Tarzan is tijdens de val steeds gelijk aan een constante hoeveelheid. 
Ook had ik het met deze formule geprobeert, maar tevergeefs. Het lukt nog altijd niet.
Energie in beginpositie A = energie in eindpositie B
E_zw,A = E_kin,B
m.g.h_A = mv_B² / 2
v_B = √2gh_A
Maar ik denk dat deze formules alleen werken als de oorspronkelijke hoogte gegeven is, en die is gegeven, namelijk 3,00m.
Maar ik weet niet meer hoe ik verder moet...

Bij opgave 2 heb ik dit gedaan:
Ik begon eerst met het vinden van de vermogen:
De vermogen P => geeft aan hoeveel arbeid W per tijdseenheid Δt verricht wordt.
Dus is P = W/Δt
216 kJ = 216 000 J => W
1h = 3600 s => Δt
216 000J/3600s = 60 W
Dan deed ik dit: 
(Het rendement η van een omzetter is de verhouding van de nuttige energie E_n tot de totale omgezette energie E_t .) 
Daaruit volgt dat het rendement van de gloeilamp gelijk is aan η = E_n/E_t
11kJ = 11 000J => E_n
De vermogen = 60 W => E_t
11 000J/60W = 550/3 = 183,33
Is het zo?

Heel erg bedankt!
Mvg,
Emilie

Dag Emilie,

Opgave 1
a. Tijdens de val inderdaad E_z→E_k(+Q wrijvingswarmte indien er aanmerkelijke luchtwrijving is; in dit geval nauwelijks).
Bij het neerkomen op de grond: E_k→Q+E_pv met E_pv is de energie die gemoeid is met plastische (blijvende) vervorming van brekende takken, botten en dergelijke. In de opgave is niet duidelijk of de omzetting bij het neerkomen wordt verlangd.
b. Je v_B=√(2⋅g⋅h_A) is goed. Nu invullen v_B=√(2⋅9,81⋅3,00)=…

Opgave 2
Liever niet P=W/Δt, want het is niet duidelijk welke kracht hier arbeid W verricht.
Geen nood: P=E_e/Δt geeft jouw P=60,0W.
Het rendement is een getal zonder eenheid. Daarom kan 11000J/60W niet een rendement voorstellen: de uitkomst hiervan is een aantal seconden. In dit geval is E_str=11kJ de nuttige energie en is E_in=216kJ de verbruikte of ingevoerde energie.
η=E_nut/E_in=11/216=0,051 is het rendement als fractie (deel van 1, handiger om zo nodig mee verder te rekenen) en 51% is het rendement in procenten.
Bouw je een apparaat met een rendement van jouw 183, vraag dan meteen octrooi aan: je creëert energie…

Dag Jaap Koole,
Met al uw hulp en informatie (badankt ook!), denk ik dat het zo moet:

Dus is het antwoord bij opgave 1.
a) Redelijk onbekend, maar ik denk toch dat er geen energie-uitwisseling met de omgeving kan gebeuren. Dus blijft de totale hoeveelheid energie constant: Er gaat geen energie verloren, er komt geen energie bij. Dat is de Wet Van Behoud Van Energie.
Gewoon nog weet ik niet zeker of dit een geïsoleerd of afgesloten systeem is.
De hoeveelheid energie blijft behouden of blijft bij een energieomzetting de totale hoeveelheid energie constant. E_1,totaal = E_2,totaal .
Bij een systeem waarbij enkel mechanische energieomzettingen gebeuren zeggen we dan dat de totale hoeveelheid mechanische energie constant blijft. Dit omdat er geen wrijving is waarbij er warmte ontstaat.
U schreef dat er in dit geval nauwelijks wrijvingswarmte plaatsvindt en dat is een feit, denk ik toch.


b) v_B=√(2.g.h_A) <=> v_B=√(2.9,81.3,00) <=> 7,672 

En bij opgave 2. moet het dus zo:
a) vermogen: 60 W, dit komt blijkbaar uit het formule: P=E_e/Δt
Gewoon nog dit: staat E_e voor eindenergie of ...? En aan wat is het gelijk? Aan 216 000?


b) rendement: η = E_nut / E_in <=> 11 / 216 = 0,0509 <=> 0,051
Hier moest ik de standaarteenheid zo laten, vandaar mijn fout. Ja, hé?


Nogmaals bedankt voor het antwoorden!
Mvg,
Emilie

Dag Emilie,
Het is prettig dat u reageert; zo weten we hier of de vraag naar tevredenheid is behandeld.
Opgave 1a. Kortweg: inderdaad E_z→E_k tijdens de val; de hoeveelheid mechanische  energie is constant wegens het 'theorema van arbeid en mechanische energie'; er is een gesloten systeem bestaande uit de aarde en Tarzan. De rest vermeldde ik bij 1a alleen voor de volledigheid en voor het geval er eens een speelgoedballon uit de boom zou vallen (wel luchtwrijving dus hoeveelheid mechanische energie niet constant, wel Q, wel wet van behoud van energie E_1,totaal=E_2,totaal).
Opgave 1b. Bij een centraal examen havo/vwo in Nederland zou u 1 van 3 scorepunten verliezen vanwege het ontbreken van de eenheid m/s. Liever afronden op 7,67m/s.
Opgave 2a: met E_e=216000J is de eektrische energie bedoeld, met E_str stralingsenergie (licht).
Opgave 2b: bij η=E_nut/E_in mag u de eenheid kiezen, mits beide energie-hoeveelheden in dezelfde eenheid, onder het motto 'eerlijk is eerlijk'.
Eerder rekende u η=E_nut/E_in=11000J/60W=183, maar nu weet u beter.
Allez, Tarzan wacht op u…