Hoofdstuk 6 en 7.6 t/m 7.8

PTA H 6+H 7 §6 t/m 8 Hoofdstuk 6 6.2 Krachten in evenwicht Als iets op zijn plaats blijft, dan werken er krachten op dat voorwerp die elkaar precies opheffen. Zijn de krachten op een voorwerp niet meer in evenwicht, dan komt het voorwerp in beweging. Dan verandert de snelheid van het voorwerp. Als twee krachten niet in evenwicht zijn, dan is er een kracht over. Deze overblijvende kracht noemen we de nettokracht. Door deze nettokracht komt het voorwerp in beweging. Het voorwerp gaat versnellen. Hoe groter de nettokracht, des te groter is de snelheidsverandering. Wanneer op een voorwerp krachten werken die elkaar niet opheffen, dan is er een nettokracht. Als de krachten op een voorwerp in dezelfde richting werken, kun je ze optellen. Als de krachten in tegengestelde richting werken, dan kun je de nettokracht uitrekenen door ze van elkaar af te trekken. Bijv: Er is een kracht die naar rechts gaat 400 N en die naar links gaat 300 N. de nettokracht is dan
400 N – 300 N = 100 N naar rechts.
6.3 Krachten bij beweging Om een kar vooruit te trekken, moet je een voortstuwende kracht uitoefenen. Die kracht is groot bij het mulle zand. Dat komt doordat je door het mulle zand ene grote tegenwerkende kracht krijgt. Op het harde zand langs de vloedlijn is de tegenwerkende kracht veel kleiner. Dan is een kleinere voortstuwende kracht voldoende. Bewegingsrichting ? ? Tegenwerkende kracht Voortstuwende kracht ? Wanneer je over een vlakke horizontale weg fiets, moet je voortdurend blijven trappen. Jij zorgt voortdurend voor een voortstuwende kracht. Als je ophoudt met trappen, kom je tot stilstand. Er is dus een tegenwerkende kracht. Deze wordt veroorzaakt door de luchtweerstand en de zogenaamde rolwrijving van de banden met het wegdek. De tegenwerkende kracht is groot bij tegenwind of fietsen over een zandweg. Houd je op met trappen dan sta je stil. Op een gladde asfaltweg rijd je langer door. Hoe kleiner de tegenwerkende kracht is, des te verder rijd je nog door. Bij bewegingen is er (bijna) altijd een tegenwerkende kracht. Om in beweging te blijven, is een voortstuwende kracht nodig. 6.4 Rijden met een constante snelheid - De voortstuwende kracht is groter dan de tegenwerkende kracht. Er is een nettokracht in de richting van de beweging. Je gaat steeds sneller: je versneld. - De tegenwerkende kracht en de voortstuwende kracht zijn tijdens het rijden precies even groot. Ze heffen elkaar op. Je gaat dan niet steeds sneller rijden. Maar je remt ook niet af. Kortom: je blijft met dezelfde snelheid rijden. - De tegenwerkende kracht is groter dan de voortstuwende kracht. Je remt af. Je snelheid wordt kleiner: je vertraagd. 6.5 Traagheid Om de snelheid van een voorwerp te veranderen, is er kracht nodig. Bij het remmen wordt op de auto een kracht uitgeoefend. Daardoor wordt alles wat vastzit aan de auto afgeremd. Maar jij zit niet vastgeschroefd aan de auto. Jouw lichaam wordt niet afgeremd. Daardoor schiet je naar voren. Dit heeft in de natuurkunde traagheid. Traagheid betekent dat een voorwerp dat beweegt, door wil gaan met die beweging. Tenzij op dat voorwerp een (netto-)kracht wordt uitgeoefend. Traagheid betekend ook dat een voorwerp dat stil staat, op zijn plaats zal blijven. Tenzij er een (netto-)kracht op wordt uitgeoefend. Traagheid: het verschijnsel dat elke massa wil volharden in de bewegingstoestand waarin het verkeerd. - Bewegende voorwerpen blijven bewegen als er geen nettokracht op werkt. - Voorwerpen die stil staan, blijven stilstaan als er geen nettokracht op werkt - Hoe groter de massa van het voorwerp is, des te groter is de traagheid. - Hoe groter de traagheid is, des te moeilijker is het voorwerp in beweging te krijgen of te stoppen. 6.6 Veiliger onderweg Door de rek in de autogordel wordt de remafstand (iets) vergroot. Daardoor wordt de kracht kleiner. Omdat de gordel breed is, wordt de kracht verdeeld. Kreukelzone: bij botsingen kan de auto daar een beetje ‘in elkaar kreuken’. Daardoor wordt de remafstand groter en de krachten tijdens de botsing kleiner. Veiligheidsvoorzieningen bij een auto: - Hoofdsteunen - Veiligheidsstuurkolom - Airbag - ABS - Verstevigingen in portieren 6.7 De bromfietshelm Kokosnoot valt wel van 30 m hoog uit de boom. Het blijft toch onbeschadigd. Dat komt door de speciale opbouw. Aan de buitenkant zitten veel vezels. Daarna komt een harde schaal. Binnen in zit het vruchtvlees. Een bromfietshelm heeft een harde buitenkant die voorkomt schaafwonden als je met je hoofd over de weg glijd. Ook verdeelt de harde buitenkant de kracht over een groter oppervlak. De druk op het hoofd wordt is dan kleiner. Aan de binnenkant zit een schokabsorberende laag, die laag bestaat uit een soort ‘piepschuim’. Deze laag wordt ingedrukt wanneer je op je helm valt. Hierdoor wordt de remafstand langer en de kracht op het hoofd kleiner. De ingedeukte laag veert niet terug, de schokabsorberende laag blijft daar dun. Daarom moet je de helm na een harde val vervangen.
6.8 Remmen Te hard rijden en te weinig afstand houden. Die combinatie is vaak de oorzaak van verkeersongelukken. Als je remt, sta je niet meteen stil. Je hebt een zekere remafstand. Die remafstand wordt snel groter naarmate je sneller rijdt. Verband tussen de snelheid en de remafstand voor een middelklasse auto. Snelheid (km/h) 40 50 60 80 100 120
Remafstand (m) 8 12,5 18 32 50 72
Reactietijd is de tijd die je nodig hebt om te reageren. Bij een automobilist is dat gemiddeld 1 seconde (s). Tijdens de reactietijd verandert de snelheid van een voertuig niet. Je legt nog een bepaalde afstand af. Deze afstand is de reactieafstand. Bijv: Je rijdt met een snelheid van 5 m/s door de straat. Dat betekent dat je elke seconde een afstand aflegt van 5 m. na 2 s leg je 2 x 5 = 10 m af. Na 8 s leg je 8 x 5 = 40 m af. Plotseling moet je remmen. Je reactietijd is 0,8 s. in die tijd leg je dan nog 0,8 x 5 = 4 m af. Daarna rem je pas. Stopafstand = reactieafstand + remafstand
Reactieafstand = snelheid x reactietijd ? ? ? S = V x t
Je rijdt 54 km/h. je reactietijd is 0,4 s. Stopafstand is 26 m. Wat is de snelheid in m/s: 54 km/h : 3,6 = 15 m/s
Wat is de reactieafstand: V x t = S
15 m/s x 0,4 s = 6 m
Hoe groot is de stopafstand: 6 m + 26 m = 32 m (reactieafstand) S : (snelheid) V = (reactietijd) t (snelheid) V x (reactietijd) t = (reactieafstand) S (Reactieafstand) S: (reactietijd) t = (snelheid)V
108 km/h ? 30 m/s
Tussen het waarnemen en het stilstaan verstrijkt een tijd. Eerst moet je reageren en dan pas rem je. De totale afstand die je dan aflegt, bestaat uit twee stukken. Het reactiegedeelte en het remgedeelte. Je reactietijd hangt af van een aantal factoren: - Je leeftijd - Hoeveel glazen alcohol je hebt gedronken - Of je medicijnen gebruikt, die de rijvaardigheid beïnvloeden - Of je drugs gebruikt die ook een negatieve invloed hebben op je reactiesnelheid en je waarnemingsvermogen
Je remafstand hangt af van het weer: - Heeft het gesneeuwd - Heeft het geijzeld - Is het wegdek droog - Is het wegdek nat - Bestaat het wegdek uit asfalt - Bestaat het wegdek uit klinkers + de samenvatting uit het boek op blz. 175
Hoofdstuk 7 7.6 Warmtetransport Stroming (bijv: CV installatie): warmte wordt opgenomen en ergens anders weer afgegeven waarbij materie (materiaal) zich verplaats. Geleiding (bijv: soeplepel): warmte wordt opgenomen en door de atomen aan elkaar doorgegeven. Straling (bijv: zon): geen tussenstof voor nodig. Als de verwarming in de oven aan gaat, dan stijgt de temperatuur in de oven. De warmte in de oven verdwijnt uit de oven. Er is sprake van warmte transport. Er zijn drie manieren waardoor warmte kan verdwijnen: geleiding, stroming en straling. Geleiding: In een ijzeren lepel kan warmte zich verplaatsen. Deze manier van warmte transport is geleiding. De warmte wordt door gegeven. Het duurt even voordat de warmte zich verplaatst heeft. In verschillende materialen verplaatst de warmte zich niet even snel. Koper is een goede warmtegeleider. Warmte-isolatoren: Materialen als kunststof, glas en hout geleiden warmte slecht. Dit zijn dan ook voorbeelden van warmte-isolatoren. Lucht is ook een slechte geleider. Koper geleid 15000 maal beter dan lucht. Ook stoffen waarin veel lucht zit, zijn slechte warmtegeleiders. Voorbeelden zijn: piepschuim en glaswol. Metalen zijn materialen die goed warmte geleiden. Lucht, glas en kunststof zijn isolatoren. Ze geleiden de warmte slecht. In een centrale verwarming gaat de warmte met het stromende water mee. In de radiator wordt de warmte van het water afgegeven aan het metaal van de radiator. De warmte gaat door de geleiding van de binnenkant van de radiator naar de buitenkant. Daar wordt warmte aan de lucht afgestaan. De verwarmde lucht rondom de radiator stijgt op en verspreidt zich door de kamer. De kamer wordt dus verwarmd door warmtetransport door stroming. Houd je handen om een gloeilamp, dan voel je de warmtestraling van de lamp. Hoe hoger de temperatuur, des te meer straling wordt uitgezonden. Alle voorwerpen zenden warmtestraling uit. Glanzende voorwerpen stralen weinig warmte uit, doffe voorwerpen veel. Ruwe oppervlakken stralen meer warmte uit dan gladde. 7.7 isoleren en besparen ’s Winters is de temperatuur in huis hoger dan buiten. Er zal dan warmte naar buiten verdwijnen. Dat gebeurt bij alle woningen, goed of slecht geïsoleerd. Uiteindelijk gaat alles (100 %) verloren. De kachel moet blijven branden. Bij een goed geïsoleerd huis verdwijnt de warmte langzamer dan bij een slecht geïsoleerd huis. Daardoor hoef je bij een goed geïsoleerd huis minder warmte te produceren. De stookkosten zijn dan lager. - Warmte verlies je door ventilatie. (23% door openstaande ramen, en deuren). - Met het afvalwater van de afwas, het douchen, de wasmachine en dergelijke verdwijnt ongeveer 5 tot 6 % van de warmte uit het huis. - Warmte kun je ook verliezen door transmissie. Dit is het warmteverlies door daken, ramen, muren en vloeren. Hierdoor verdwijnt ong. 53 % van de geproduceerde warmte. Spouwmuren en dubbele ramen kunnen voor een goede isolatie zorgen. Nog minder warmteverlies krijg je door in de spouw geschikt isolatiemateriaal aan te brengen. In 1980 werd per woning 3200 m³ aardgas gebruikt. In 1998 was dat afgenomen tot 2150 m³. Het elektriciteitsverbruik in 1987 bedroeg 2760 kWh. In 1998 was dat toegenomen tot bijna 3200kWh. Toch zijn er nog steeds mogelijkheden het energieverbruik te verminderen. 1 GJ = 1 000 000 kJ + de samenvatting uit het boek op blz. 202