Natuurkunde SV H5 (Arbeid & Energie)

1.       Arbeid (W); inspanning verricht door een kracht (F) bij de verplaatsing (s) ve. massa (eenheid; N∙m) OF een kracht (F) verricht arbeid (W) als die voor een verplaatsing (s) zorgt.

·         Formule; W = F ∙ s.
- Arbeid positief; kracht & verplaatsing wijzen in dezelfde richting
- Arbeid negatief; kracht & verplaatsing zijn tegenovergesteld, verplaatsing negatief
- Arbeid 0; kracht staat loodrecht op de verplaatsing

·         Arbeid berekenen op een helling door;
- W = F_effectief ∙ s                  (kracht ontbinden)
- W = F ∙ s_effectief                  (afstand ontbinden)
Als er arbeid wordt verricht door F_z (of een evengrote kracht die F_z opheft) hoef je alleen naar het hoogteverschil (Δh) te kijken; W_Fz = F_z ∙ Δh

·         Krachten ontbinden; doe je in 2 handige richtingen die loodrecht op elkaar staan. Krachten ontbinden is nodig om krachten die in verschillende richtingen werken te berekenen. Het punt waar de kracht uitkomt als ze opgeteld e.d. zijn, heet de somkracht. Je berekent de kracht door;
- Pythagoras; a² +b² = c² (in een rechthoekige driehoek)
- Of goniometrie; SOS CAS TOA à als je een hoek weet en een zijde (die bij deze opdrachten in kracht (Newton) zijn uitgedrukt ipv. afstand (centimeter)) kan je een 2^e zijde uitrekenen (NB; in een rechthoekige driehoek)

2.       Chemische energie (E_ch); hoev. energie die vrijkomt bij het verbranden ve. bepaalde brandstof (eenheid; J).

·         Formule (volume-eenheden); E_ch = r_v ∙ V (r_v = verbrandingswarmte in J/m³, V = het volume brandstof in m³)

·         Formule (massa-eenheden); E_ch = r_m­ ∙ m (r_m = verbrandingswarmte in J/kg, m = de massa brandstof in kg)

3.       Een deel van energie uit brandstof wordt nuttig gebruikt (= Arbeid (W), deel niet nuttig (= Warmte (Q). Rendement (η): het deel dat nuttig wordt gebruikt.

·         Formule (uitgaande van energie); η = E_nut/E_in  (E_nut = Arbeid (W) in N∙m, E_in = alle ingaande chemische energie (E_ch) in J)

·         Formule (uitgaande van vermogen); η = P­_nut/P_in (P­_nut = motorvermogen in W of J/s, P_in =  E_in/t  in W of J/s)

·         Als het rendement 100% (1.0) is, geldt; E_in = W

·         Als het rendement niet 100% is, geldt; E_in­ = W + Q

4.       Alles per tijdseenheid; vermogen.

·         Formule; P_ch =   E_ch/t

·         Formule; P_motor = W/t of P_motor = F ∙ v (v = snelheid in m/s à v = s/t )

Je moet de verschillende formules kunnen combineren

Binas tabel 28A & 56; verbrandingswarmte
Binas tabel 35A5 & 35C4 ; formules