Arbeid en energie

Leerdoelen

•Je kunt uitleggen wat arbeid is.

•Je kunt arbeid berekenen met de formule.

•Je kunt uitleggen wat een energieomzetting is.

•Je kunt zowel zwaarte-energie als bewegingsenergie berekenen.

Wat is arbeid?

Arbeid is de energie die nodig is om een voorwerp te verplaatsen. Het is afhankelijk van de kracht die wordt uitgeoefend en de afstand waarover deze kracht werkt. De formule voor arbeid is, waarbij:

• de arbeid in joule (J) is,

•de kracht in newton (N) is,

• de afstand in meter (m) is.

Rekenvoorbeeld

Je rugzak heeft een gewicht van 70 N en je moet 1500 meter lopen naar de gate op het vliegveld. Bereken de arbeid.

Gegeven:N en m

Berekening: W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ J2}W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ Je}W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ Je}W=70\times1500=105.000\text{ Jed}W=70\times1500=105.000\text{ Jede}W=70\times1500=105.000\text{ Jed}W=70\times1500=105.000\text{ Je}W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ J }W=70\times1500=105.000\text{ J d}W=70\times1500=105.000\text{ J dd}W=70\times1500=105.000\text{ J d}W=70\times1500=105.000\text{ J }W=70\times1500=105.000\text{ J o\$\$ 105 \$\$}W=70\times1500=105.000\text{ J o\$\$ 105 \$\$}W=70\times1500=105.000\text{ J o\$\$ 105 \$\$}W=70\times1500=105.000\text{ J o\$\$ 105 \$\$}W=70\times1500=105.000\text{ J o}W=70\times1500=105.000\text{ J of}W=70\times1500=105.000\text{ Jof}W=70\times1500=105.000\text{ Jo}W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ J1}W=70\times1500=105.000\text{ J10}W=70\times1500=105.000\text{ J105}W=70\times1500=105.000\text{ J10}W=70\times1500=105.000\text{ J1}W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ J}oW=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{ J}W=70\times1500=105.000\text{J}of105\text{ kJ}105.\text{ kJ}105.0\text{ kJ}105.00\text{ kJ}105.000\text{ kJ}105.000\text{ J}

Zwaarte-energie

Zwaarte-energie, ook wel hoogte-energie genoemd, is de energie die een voorwerp heeft vanwege zijn hoogte boven de grond. De formule voor zwaarte-energie is, waarbij:

• de zwaarte-energie in joule (J) is,

• de massa in kilogram (kg) is,

• de valversnelling (9,81 m/s² of 10 m/s²) is,

• de hoogte in meter (m) is.

Bewegingsenergie

Bewegingsenergie is de energie die een voorwerp heeft vanwege zijn snelheid. De formule voor bewegingsenergie is, waarbij:

• de bewegingsenergie in joule (J) is,

• de massa in kilogram (kg) is,

• de snelheid in meter per seconde (m/s) is.

Energieomzetting

Een energieomzetting is het proces waarbij de ene vorm van energie wordt omgezet in een andere. Bijvoorbeeld, wanneer een voorwerp van een hoogte valt, wordt zwaarte-energie omgezet in bewegingsenergie.

Rekenvoorbeeld

Een achtbaankarretje met een massa van 800 kg begint op een hoogte van 17 meter. Bereken de snelheid aan de onderkant. Je mag de weerstand verwaarlozen.

Gegeven: kg,m,m/s².

Berekening:Bereken de zwaarte-energie aan de top: E_{z}=800\times10\times17=136.000\text{ J}E_{z}=800\times10\times17=136.000\text{ J}^{}E_{z}=800\times10\times17=136.000\text{ J}^{}E_{z}=800\times10\times17=136.000\text{J}^{}E_{z}=800\times10\times17=136.000,\text{J}^{}E_{z}=800\times10\times17=136.000,\text{J}^2Zet zwaarte-energie om in bewegingsenergie:E_{z}=E_{b}E_{z}=E_{b},E_{z}=E_{b},136.000=\frac{1}{2}\times800\times v^2E_{z}=E_{b}136.000=\frac{1}{2}\times800\times v^2E_{z}=E_{b}136.000=\frac{1}{2}\times800\times v^2E_{z}=E_{b}]136.000=\frac{1}{2}\times800\times v^2 136.000=400\times v^2v:136.000=400\times v^2(v:136.000=400\times v^2(v):136.000=400\times v^2(v):136.000=400\times v^2] v=\sqrt{340}\approx18,4\text{ m/s}v=\sqrt{340}\approx18,4\text{ m/s}v=\sqrt{340}\approx18,4\text{m/s}