Elektrische schakelingen

Arbeid en energie
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Arbeid
Vermogen
Soorten energie
Wet van behoud van energie
Rendement
Einde
Arbeid verricht door een kracht (HAVO)
W = F.s
BINAS Tabel 35.2
W is de arbeid (Work) in J = Nm
F is de kracht (Force) in N
s is de afstand (space) in m
Arbeid verricht door een kracht (VWO)
W = F.s.cosa
BINAS Tabel 35.2
W is de arbeid (Work) in
J = Nm
F is de kracht (Force) in
N
s is de afstand (space) in
m
a is de hoek tussen F en s in °
Vermogen
P = W/t = DE/t = F.v
BINAS Tabel 35.2
P is vermogen (Power) in
W = J/s
W is arbeid in
J = Nm
t is tijd in
s
F is kracht in
N
v is snelheid (velocity) in
m/s
Rendement
 = Wuit/Ein . 100%
BINAS Tabel 35.2
 is rendement in
%
Wuit is nuttige arbeid in
J = Nm
Ein toegevoerde energie in J
Voorbeeld
•Een auto rijdt 1,0 km met een constante
snelheid van 25 m/s. De wrijvingskracht
is 1,5 kN.
•Bereken de verricht arbeid.
•Opl.: Geg.: s, v en F.
Gevr.: W
F = Fw want v is constant . . .
W = F.s = 1500 . 1000 =
= 1,5.106 J
Voorbeeld
•Een auto rijdt 1,0 km met een constante
snelheid van 25 m/s. De wrijvingskracht
is 1,5 kN.
•Bereken het vermogen.
•Opl.: Geg.: s , v en F.
Gevr.: P
P = F.v =
1500 . 25 = 3,8.104 W
•OF: W = 1,5.106 J en t = 1000/25 = 40 s
P = W/t = 1,5.106 /40 = 3,8.104 W
Voorbeeld
•De auto heeft voor 1 km 0,11L benzine
nodig. Daar zit 3,6.106 J chem. energie
in. De verrichte arbeid is 1,5.106 J.
•Bereken het rendement.
•Opl.: Geg.: Ein en W Gevr.: 
 = Wuit/Ein . 100% =
= 1,5.106 / 3,6.106 .100% =
= 42 %
Soorten energie
Ek is kinetische energie in J
Ez is zwaarteenergie in
J
Q is warmte(energie) in
J
Ev is veerenergie in
J
Ee is electrische energie in J
Ech is chemische energie in J
Kinetische- en zwaarteenergie
Ek = ½.m.v2
BINAS Tabel 35.2
Ek is kinetische energie in
m is massa in
v is snelheid in
Ez = m.g.h
J
kg
m/s
BINAS Tabel 35.2
Ez is zwaarteenergie in
J
m is massa in
kg
h is hoogte in
m
Wet van behoud van energie
• Energie kan nooit verloren gaan.
• Energie kan wel omgezet worden in een
andere soort!
• De totale energie in het begin =
de totale energie op het eind.
Voorbeeld
•Een bal van 0,10 kg wordt vanaf 2,0 m
horizontaal weggegooid met 5,0 m/s. Er
is geen wrijving
•Bereken de snelheid op de grond.
•Opl.:
Ebegin = Ez + Ek = mgh + ½mv2 =
= 0,10.9,81.2,0 + ½.0,10.5,02 = 3,2 J
Eeind = mgh + ½mv2 + Q (h = 0 en Q = 0)
3,2 = ½.0,10.v2
v = 8,0 m/s
De grafieken van Ez, Ek en Etot
3,2
E in J
Etot
2,0
Ek
1,2
Ez
eind
h
begin
Einde