Overal Natuurkunde 3 vwo Samenvatting H1

Overal Natuurkunde 3 vwo
Samenvatting H1 Bewegen in het verkeer
Bewegen
Voor de beweging van een voorwerp zijn er drie grootheden belangrijk:
• de plaats s. Meestal meet je die ten opzichte van een vast punt, bijvoorbeeld het punt waar de
beweging begint.
• de snelheid v. Die geeft aan hoe snel het voorwerp beweegt.
• de versnelling of vertraging. Die geeft aan hoe sterk de snelheid verandert.
Soorten beweging
Er zijn drie soorten beweging:
• De snelheid is constant .
• De snelheid wordt groter (optrekken of versnellen).
• De snelheid wordt kleiner (afremmen of vertragen).
Diagrammen
Een beweging kun je weergeven met een v,t-diagram of met een s,t-diagram.
Beweging
v,t diagram
s,t-diagram
constante snelheid
rechte horizontale lijn
rechte stijgende lijn vanuit de
oorsprong
optrekken vanuit stilstand
rechte stijgende lijn vanuit de kromme stijgende lijn van uit de
oorsprong
oorsprong
afremmen
rechte dalende lijn
kromme dalende lijn vanuit de
oorsprong
Gemiddelde snelheid berekenen
Je legt een bepaalde afstand s af in een bepaalde tijd t. Dan bereken je de gemiddelde snelheid v gem
met v gem = s / t.
Afgelegde afstand berekenen
Dat kan op twee manieren:
• Bij een constante snelheid kun je dat berekenen met s = v gem . t.
• Door de oppervlakte onder de v,t-grafiek te bepalen.
Remmen
reactietijd
reactieafstand
remtijd
remafstand
stopafstand
de tijd die je nodig hebt om te beginnen met remmen
de afstand die je aflegt tijdens de reactietijd; de reactieafstand is afhankelijk van de
reactietijd en de snelheid waarmee je rijdt.
de tijd tussen het beginnen met remmen en het stilstaan
de afstand die je aflegt tijdens het remmen; de remafstand wordt bepaald door de
manier van remmen en de omstandigheden op het moment van remmen.
de reactieafstand + de remafstand
Kracht en snelheid
Of de snelheid van een voertuig groter wordt, gelijk blijft of kleiner wordt, wordt bepaald door de
nettokracht. De nettokracht is het verschil van de voortstuwende kracht(en) en de tegenwerkende
kracht(en).
Beweging
Krachten
Nettokracht
F(voortstuwend) = F (tegenwerkend)
constante snelheid
gelijk aan 0
F(voortstuwend) > F (tegenwerkend
snelheid neemt toe,
in richting beweging
optrekken
snelheid neemt af, afremmen F(voortstuwend) < F (tegenwerkend
tegen beweging in
© Noordhoff Uitgevers 2013 Overal Natuurkunde 3 vwo
Samenvatting H1 Bewegen in het verkeer
Botsen
Bij een botsing neemt de snelheid zeer sterk af. De afremmende krachten moeten dan erg groot zijn
en dat veroorzaakt verwondingen.
Die kun je op twee manieren beperken.
• Je kunt de kracht verspreiden door het oppervlak te vergroten.
• Je kunt de kracht verkleinen door de remafstand en dus ook de remtijd te vergroten.
Versnelling
De versnelling van een voertuig is de snelheidstoename per seconde.
De vertraging van een voertuig is de snelheidsafname per seconde.
De formule waarmee je de versnelling uitrekent is:
a gem = {v e − v b } / {t e − t b }
of
a gem = {∆v} / {∆t}
met:
2
gemiddelde versnelling (in m/s per seconde, of m/s )
a gem :
∆v = v e − v b : snelheidsverandering (in m/s)
∆t = t e − t b : tijdsduur (in s)
[+] Kracht, massa en versnelling
Als op een voorwerp geen krachten werken, blijft het in rust of blijft het langs een rechte lijn
voortbewegen. Dat heet de traagheidswet. De nettokracht is dan gelijk aan 0.
Om een voorwerp van snelheid te veranderen is een kracht nodig.
• Bij een nettokracht naar voren versnelt het voorwerp.
• Bij een nettokracht naar achteren vertraagt het voorwerp.
• Bij een nettokracht = 0 is de snelheid constant.
De nettokracht F netto op een voertuig bereken je met de versnelling a en de massa m van het voertuig
F netto = m ⋅ a.
[&] Autorijden in 2020
Stabiliteit
De elandtest is een zeer sterke uitwijkmanoeuvre bij een snelheid van 80 km/h.
EDC (Electronic Damper Control) regelt de schokdempers zodat de auto niet omslaat.
ESP-systeem (Electronic Stability Program) bewaakt de koers van de auto bij remmen door
verschillende remkracht bij elk wiel.
TCS (tractiecontrolesysteem) voorkomt slippen van wielen op gladde of natte wegen.
Al deze systemen zorgen voor een beter contact met de weg, waardoor de auto beter bestuurbaar
blijft.
Snelheid onder controle
ISA (intelligente snelheidsadaptatie) verhindert sneller rijden dan de maximumsnelheid.
Cruise control bespaart brandstof door de snelheid constant te houden.
ACC (Adaptive Cruise Control) houdt de afstand tot de voorligger constant en remt bij een noodstop
sneller dan een berijder.
Bij projectie op de voorruit kan de berijder naar de weg blijven kijken en kent hij toch zijn snelheid.
Blijf in je baan!
LDWS (Lane Departure Warning System) waarschuwt de bestuurder als hij, zonder richtingaanwijzer,
over de streep dreigt te gaan.
NapZapper waarschuwt bij in slaap vallen
© Noordhoff Uitgevers 2013 Overal Natuurkunde 3 vwo
Samenvatting H1 Bewegen in het verkeer
Formules
gemiddelde snelheid
afstand
versnelling/Vertraging
[+] Kracht
v gem = s / t
s = v gem . t
a gem = {v e − v b } // {t e − t b }
F netto = m ⋅ a
Grootheden en eenheden
Grootheid
afstand
snelheid
versnelling
kracht
s
v
a
F
of
Standaardeenheid
meter
meter per seconde
m/s per seconde
newton
© Noordhoff Uitgevers 2013 Overal Natuurkunde 3 vwo
a gem = {∆v} // {∆t}
m
m/s
2
m/s
N
Samenvatting H1 Bewegen in het verkeer