MP 5 – Samenvatting

Samenvatting Natuurkunde MP 5
Hoofdstuk 16: Energie en energiestromen
Begrip / Formule
Uitleg
Energiesoorten
Er wordt in de mechanica een verschil gemaakt tussen chemische-,
elektrische-, kinetische-, zwaarte- en veerenergie.
Energieomzetting
Proces waarbij de ene energiesoort omgezet wordt in de andere. Er
wordt altijd arbeid verricht door een kracht en / of er is toevoer of
afgifte van warmte.
Wet van behoud van Bij elke energieomzetting blijft de totale hoeveelheid energie
energie
behouden.
W = F·s·cosα
De arbeid (in J) is gelijk aan de kracht (in N) maal de verplaatsing (in
m) maal de cosinus van de hoek (in graden) tussen kracht en
verplaatsing. Als die hoek nul is (bij de meeste bewegingen), dan cosα
= 1 en de formule dus W = F·s.
Als de kracht en verplaatsing loodrecht op elkaar staan, wordt er geen
arbeid verricht.
Oppervlaktemethode Om de arbeid W te bepalen kan de oppervlakte onder de grafiek uit het
F,s-diagram bepaald worden. Dit kan alleen als de hoek tussen de
kracht en verplaatsing gelijk is aan 0. Als dit niet zo is, moet de
oppervlakte vermenigvuldigd worden met cosα.
Kinetische energie
Bewegingsenergie.
Ek = ½ ·m·v2
De kinetische energie is gelijk aan een half maal de massa (in kg) maal
de snelheid (in m/s) in het kwadraat.
∑W = ∆Ek
De som van de arbeid (in J) is gelijk aan de verandering van de
kinetische energie (in J) van het voorwerp.
∆Ek = Ek,e – Ek,b
De verandering van de kinetische energie is de kinetische energie aan
het einde min de kinetische energie aan het begin.
Zwaarte-energie
De energie van een voorwerp boven de grond.
Ez = m·g·h
De zwaarte-energie is gelijk aan de massa (in kg) maal de
∆Ez = m·g·∆h
valversnelling (9,81) maal de hoogte (in m). (afgeleid van de formule
voor arbeid: W = F( m·g) ·s (h).
∆Ek = ∆Ez
De verandering in kinetische energie is gelijk aan de verandering in
zwaarte-energie, bij een voorwerp wat valt.
Veerenergie
De energie van een ingedrukte veer.
Ev = ½ C·u2
De veerenergie (in J) is de helft van de veerconstante (in N/m) maal de
indrukking (in m) van de veer.
∆Ep = -Wf
De verandering van de potentiële energie (in J) van het voorwerp, is
gelijk aan de arbeid (in J) die de kracht F op het voorwerp verricht.
Vm = 2∏r / T
De maximale snelheid (in m/s) van een slinger is 2 maal pi maal de
amplitude (in m), gedeeld door de trillingstijd (in s).
Hoofdstuk 18: Beeldbuizen
Begrip / Formule Uitleg
Elektrische kracht Kracht die elektrisch geladen voorwerpen op elkaar uit oefenen. Is
afstotend of aantrekkend en hangt af van de grootte van de ladingen en
de onderlinge afstand. Negatieve kracht is tegengesteld aan de richting
van het elektrisch veld.
Elektrische lading Positieve of negatieve lading van een deeltje. Twee gelijksoortige
(in C)
Elektrisch veld
Anode
Kathode
Homogeen
elektrisch veld
E = Fe / q
∆Ee=∆Ek = q·Uak
Elektronvolt
Rechterhandregel
Lorentzkracht
Fl = B·q·v
Fl = m·v2 / r
r = m·v / B·q
ladingen stootten elkaar af, twee ongelijksoortige ladingen trekken
elkaar aan.
Heerst in de ruimte rondom elektrische lading, wordt weergegeven met
elektrische veldlijnen.
- De raaklijn aan een elektrische veldlijn in een bepaald punt geeft de
werklijn van de elektrische kracht op een lading in dat punt.
- De richting van een elektrische veldlijn geeft de richting van de
elektrische kracht op een positieve lading in dat punt.
Positieve pool van een spanningsbron: heeft een positieve lading.
Negatieve pool van een spanningsbron: heeft een negatieve lading.
Veld waarin de veldlijnendichtheid en de richting van de veldlijnen in
elk punt hetzelfde is. De stroom (netatief geladen deeltjes) loopt van de
kathode naar de anode.
De elektrische veldsterkte (in N/C) is de elektrische kracht (in N)
gedeeld door de lading van het deeltje (In C).
De afname van de elektrische energie (in J) is gelijk aan de toename
van de kinetische energie (in J) is gelijk aan de lading van het deeltje
(in C) maal de spanning (in V) over de elektroden.
1,6·10-19 J
De gestrekte vingers van de rechterhand wijzen in de richting van het
magnetisch veld en de gestrekte duim wijst in de richting van de stroom
in d edraad. De lorentzkracht komt dan loodrecht uit de handpalm.
In een magnetisch veld heerst Lorentzkracht, die omdat hij loodrecht
op de richting van een elektrisch geladen deeltje die door het
magnetisch veld heen gaat staat geen invloed heeft op de snelheid maar
wel op de richting van de snelheid. De Lorentzkracht doet dienst als
middelpuntzoekende kracht.
De Lorentzkracht (in N) is de magnetische inductie (in T) maal de
lading (In C) maal de snelheid (in m/s) van het deeltje.
De lorentzkracht is gelijk aan de middelpuntzoekende kracht (in N) die
gelijk is aan de massa (in kg) maal de snelheid (in m/s) in het kwadraat,
gedeeld door de straal (in m).
Afleiding van de twee bovenstaande formules. De straal is de massa (in
kg) maal de snelheid (in m/s) gedeeld door de magnetische inductie (in
T) maal de lading van het deeltje (in C).