Hoofdstuk 9: sport en verkeer
Introductie
Er zijn een aantal formules voor krachten die je moet kennen. Dit zijn:
Zwaartekracht: F z =m∗g
Veerkracht: F v =C∗u
Schuifwrijving: F w ,s =f ∗F n
Rolweerstand: F w ,r =c r∗F n
1 2
Luchtweerstand: F w ,l= ∗c w ∗p∗A∗v of vereenvoudigd, F w ,l=k∗v 2
2
De nettokracht bereken je met F res =m∗a . Om de versnelling te berekenen bij een eenparige
∆v ∆v
beweging gebruik je a= , bij een willekeurige beweging gebruik je a gem= en op een
∆t ∆t
dv
bepaald tijdstip gebruik je a= =¿ hellingsgetal raaklijn.
dt
De energie die in een brandstof opgeslagen zit, noem je de verbrandingswarmte. Bij
vloeistoffen druk je deze uit in J/L of in J/m3, bij vaste stoffen in J/kg. De capaciteit van een
accu staat vaak vermeld in Ah of mAh en geeft aan hoe lang de accu een bepaalde
stroomsterkte kan leveren. Als je de spanning van de accu vermenigvuldigt met de capaciteit
krijg je de energie in wattuur of milliwattuur.
Energie voor bewegen
Als er wrijvingskrachten werken is er energie nodig om een beweging in stand te houden.
Wrijvingskrachten verrichten arbeid bij de omzetting van bewegingsenergie in warmte, de
wrijvingsarbeid. Bij een constante snelheid op een vlakke weg verricht de voorwaartse
kracht arbeid. De motor zet dan net zoveel energie om in bewegingsenergie als er
bewegingsenergie wordt omgezet in warmte door wrijvingsarbeid. Over het algemeen geldt
W ¿ + W uit =0.De arbeid die de motor verricht is evenredig met de totale wrijvingskracht én
met de afgelegde afstand. Je berekent hem met de formule W =F∗s, waarbij W de arbeid is
(in J), F de kracht in het verlengde van de verplaatsing (in N) en s de afstand (in m). Als de
kracht niet in het verlengde van de beweging is gebruik je W =F∗cos (α )∗s. Als je een
grafiek hebt met op de ene as de kracht en op de andere as de afstand kun je de arbeid ook
vinden door de oppervlakte van het deel onder de lijn te berekenen.
Bij bewegen is het rendement η van de motor het percentage van de energie dat gebruikt
wordt om te bewegen. Voor verbrandingsmotoren en spieren is dit ongeveer 25%. Een auto
kan zuiniger worden door het rendement van de motor te verhogen en door de
tegenwerkende krachten te verkleinen. De totale hoeveelheid chemische energie die in een
brandstof opgeslagen zit bereken je met de formule Ech =r v∗V met Ech in Joule, rv de
verbrandingswarmte in J/m3 en V in m3, of de formule Ech =r m∗m met rm de
Introductie
Er zijn een aantal formules voor krachten die je moet kennen. Dit zijn:
Zwaartekracht: F z =m∗g
Veerkracht: F v =C∗u
Schuifwrijving: F w ,s =f ∗F n
Rolweerstand: F w ,r =c r∗F n
1 2
Luchtweerstand: F w ,l= ∗c w ∗p∗A∗v of vereenvoudigd, F w ,l=k∗v 2
2
De nettokracht bereken je met F res =m∗a . Om de versnelling te berekenen bij een eenparige
∆v ∆v
beweging gebruik je a= , bij een willekeurige beweging gebruik je a gem= en op een
∆t ∆t
dv
bepaald tijdstip gebruik je a= =¿ hellingsgetal raaklijn.
dt
De energie die in een brandstof opgeslagen zit, noem je de verbrandingswarmte. Bij
vloeistoffen druk je deze uit in J/L of in J/m3, bij vaste stoffen in J/kg. De capaciteit van een
accu staat vaak vermeld in Ah of mAh en geeft aan hoe lang de accu een bepaalde
stroomsterkte kan leveren. Als je de spanning van de accu vermenigvuldigt met de capaciteit
krijg je de energie in wattuur of milliwattuur.
Energie voor bewegen
Als er wrijvingskrachten werken is er energie nodig om een beweging in stand te houden.
Wrijvingskrachten verrichten arbeid bij de omzetting van bewegingsenergie in warmte, de
wrijvingsarbeid. Bij een constante snelheid op een vlakke weg verricht de voorwaartse
kracht arbeid. De motor zet dan net zoveel energie om in bewegingsenergie als er
bewegingsenergie wordt omgezet in warmte door wrijvingsarbeid. Over het algemeen geldt
W ¿ + W uit =0.De arbeid die de motor verricht is evenredig met de totale wrijvingskracht én
met de afgelegde afstand. Je berekent hem met de formule W =F∗s, waarbij W de arbeid is
(in J), F de kracht in het verlengde van de verplaatsing (in N) en s de afstand (in m). Als de
kracht niet in het verlengde van de beweging is gebruik je W =F∗cos (α )∗s. Als je een
grafiek hebt met op de ene as de kracht en op de andere as de afstand kun je de arbeid ook
vinden door de oppervlakte van het deel onder de lijn te berekenen.
Bij bewegen is het rendement η van de motor het percentage van de energie dat gebruikt
wordt om te bewegen. Voor verbrandingsmotoren en spieren is dit ongeveer 25%. Een auto
kan zuiniger worden door het rendement van de motor te verhogen en door de
tegenwerkende krachten te verkleinen. De totale hoeveelheid chemische energie die in een
brandstof opgeslagen zit bereken je met de formule Ech =r v∗V met Ech in Joule, rv de
verbrandingswarmte in J/m3 en V in m3, of de formule Ech =r m∗m met rm de
