Natuurkunde 4 & 5 Havo/VWO: Samenvatting Elektrische Systemen en Cirkelbewegingen

Samenvatting H7.1
 De baanstraal: De baanstraal is de afstand van het zwaartepunt van
een voorwerp tot het middelpunt van de cirkel waarin het voorwerp
beweegt. Symbool r




 Eenparige cirkelbeweging: een beweging waarbij een voorwerp met
een constante snelheid in een cirkel beweegt.

Dit betekent dat de snelheid van het voorwerp niet verandert terwijl het
rondgaat, maar de richting van de snelheid verandert voortdurend omdat
het voorwerp in een cirkel beweegt.




 De baansnelheid: de snelheid waarmee een voorwerp in een
cirkelbaan beweegt (met symbool V^baan)




 De omlooptijd: de tijd die het voorwerp nodig heeft om 1 volledige
ronde (1 keer helemaal rond de cirkel) af te leggen (met symbool T)

De afstand die wordt afgelegd in T (seconde) is gelijk aan de omtrek van
de cirkel ->

(2 π r). Voor de baansnelheid geldt:

,  Als de snelheid constant is, dan is de omlooptijd ook constant



Bij een eenparige rechtlijnige beweging zijn zowel de grootte als de
richting van de snelheid constant. Bij een eenparige cirkelbeweging is de
grootte van de snelheid wel constant, maar de richting niet. De richting
van de snelheid valt samen met de raaklijn van de cirkel, en staat dus
loodrecht op de baanstraal.



Frequentie
Bij een eenparige cirkelbeweging is de omlooptijd constant -> in een
bepaalde tijd vinden steeds evenveel omlopen plaats. Het aantal omlopen
per seconde noem je de frequentie met symbool f en eenheid is hertz (hz).
Formule frequentie:




De grootheid toerental -> het aantal omwentelingen dat een voorwerp
maakt in 1 minuut

,De 3 belangrijkste kenmerken van een eenparig cirkelbeweging:
R Straal van de cirkel
Dit is de afstand van het middelpunt van de cirkel tot het voorwerp dat
rondgaat. Hoe groter de straal, hoe groter de cirkel waar het voorwerp
zich in beweegt.


T Omlooptijd
Dit is de tijd die het voorwerp nodig heeft om 1 volledige ronde te maken.
Hoe langer de omlooptijd, hoe langzamer het voorwerp rondgaat


Vᵇᵃᵃⁿ Baansnelheid
Dit is de snelheid waarmee het voorwerp langs de cirkel beweegt. In
seconden


Aantekeningen:
Stel de diameter (d) is gegeven: r = ½ x d

, H7.2 samenvatting
Kracht bij eenparige cirkelbewegingen
Snelheid is een vector -> zowel de grootte als de richting van de snelheid kan
veranderen

Bij eenparige cirkelbewegingen veranderd de grootte van de snelheid niet,
maar de richting wel. Vanwege deze snelheidsverandering kun je zeggen
dat een voorwerp dat een eenparig cirkelbeweging uitvoert aan het
versnellen is. Dan werkt er volgens de tweede wet van Newton een
resulterende kracht op het voorwerp. Die resulterende kracht noem je de
middelpuntzoekende kracht

 De middelpuntzoekende kracht -> de naam voor de kracht die op
een voorwerp werkt dat een cirkelvormige baan heeft (een kracht
die gericht is op het middelpunt van de cirkelbaan)
Deze kracht is steeds loodrecht op de baan



Grootte van middelpuntzoekende kracht




Je ziet een schaatser in een bocht. Als hij schaatst met constante snelheid,
is hij toch aan het versnellen, omdat de richting van zijn snelheid
verandert -> op de schaatser werkt dus een resulterende kracht.

 De resulterende kracht Fres -> de totale kracht die op een voorwerp
werkt en bepaalt hoe het beweegt.
Als je de tegenwerkende krachten van de lucht & het ijs verwaarloost,
werken tijdens het schaatsen van een bocht 3 krachten op de schaatser:
 De zwaartekracht
 De normaalkracht
 De schuifwrijvingskracht

Deze laatste kracht ontstaat doordat de schaatser zich afzet tegen het ijs.
Volgens de derde wet van Newton oefent het ijs dan een even grote, maar
tegenstelde kracht uit op de schaatser -> Met andere woorden: als de