Samenvatting Fysica theorie 1ste semester + mogelijke examenvragen

Fysica examen


Niet kennen(ter info):

Mechanica bestudeert krachten en hun effecten, terwijl biomechanica deze
principes toepast op biologische systemen. Het omvat:

 Statica: analyse van lichamen in rust of evenwicht.

 Dynamica: studie van beweging, met:

o Kinematica: beschrijving van beweging zonder oorzaken.

o Kinetica: analyse van krachten die beweging veroorzaken.

Beweging wordt ingedeeld in:

 Lineaire beweging (translatie): alle delen van een lichaam bewegen over
dezelfde afstand, richting en tijd.

 Angulaire beweging (rotatie): beweging rond een as waarbij alle delen
dezelfde hoek beschrijven in dezelfde tijd.

 Algemene beweging: combinatie van translatie en rotatie.

Mechanische analyses zijn:

1. Kinematisch: focus op bewegingseigenschappen.

2. Kinetisch: focus op krachten en momenten.

Beide zijn essentieel om bewegingen, zoals lopen of gewichtheffen, volledig te
begrijpen. Voorbeelden uit sport illustreren de basisprincipes van mechanica.

Grafische interpretatie van gemiddelde en ogenblikkelijke snelheid:

1. In een positie-tijd grafiek (x(t)-grafiek) kun je:

o De gemiddelde snelheid vinden als de helling van de rechte lijn
tussen twee punten op de grafiek. Dit geeft de verandering in
positie over een tijdsinterval.

o De ogenblikkelijke snelheid afleiden als de helling van de raaklijn
aan de kromme op een specifiek tijdstip.

2. Als de positie toeneemt (stijgende grafiek), is de snelheid positief. Als de
positie afneemt (dalende grafiek), is de snelheid negatief.

Versnelling:

1. Gemiddelde versnelling:

, o Dit geeft het tempo waarmee de snelheid verandert over een
tijdsinterval. Het is de helling van de rechte lijn tussen twee punten
in een snelheid-tijd grafiek (v(t)-grafiek).

2. Ogenblikkelijke versnelling:

o Dit is de snelheid waarmee de snelheid verandert op een bepaald
moment. Grafisch gezien is het de helling van de raaklijn aan de
kromme in een v(t)-grafiek.

3. Relatie tussen versnelling en snelheid:

o Als versnelling en snelheid in dezelfde richting werken (beide
positief of negatief), neemt de snelheid toe.

o Als ze tegengesteld gericht zijn, neemt de snelheid af (het object
vertraagt).

Belangrijke inzichten:

 Versnelling en snelheid zijn vectoren, wat betekent dat ze een grootte én
een richting hebben.

 Een positieve versnelling betekent niet altijd een versnelling in de
"positieve" richting. Het hangt af van de combinatie van snelheid en
versnelling.

 In een beweging kan de richting van de snelheid of de grootte ervan
veranderen, afhankelijk van de richting van de versnelling.

Grafische interpretatie in een snelheid-tijd grafiek:

 Gemiddelde versnelling: helling van een rechte lijn tussen twee punten.

 Ogenblikkelijke versnelling: helling van de raaklijn aan de kromme op een
bepaald moment.

Hoofdstuk 2: Angulaire Kinematica – Samenvatting

2.1 Basisbegrippen

 Rotatie-as en hoeksnelheid: De rotatie van een lichaam wordt
beschreven t.o.v. een vaste rotatie-as. Alle deeltjes bewegen in cirkelbanen
met dezelfde hoeksnelheid.

2.2 Hoeken in de biomechanica

 Relatieve hoek: Hoek tussen twee lichaamssegmenten (bijv. bovenarm
en onderarm). Wordt vaak berekend met de cosinusregel.

 Absolute hoek: Oriëntatie van een segment t.o.v. een referentie (bijv.
horizontale as). Vaak berekend via tangensrelaties.

2.3 Eenparige cirkelvormige beweging

 Constante hoeksnelheid (ω): De tangentiële snelheid

,  Centripetale versnelling: an gericht naar het middelpunt van de cirkel.

2.5 Rotatie van een star lichaam rond een vaste as

 Ieder punt van een star lichaam beschrijft een cirkelbaan.

 Snelheidsvector (v): Tangentieel aan de cirkelbaan.

 Versnellingsvector:

o Tangentiële component (at): Verandering van snelheidsgrootte.

o Normale component (an): Verandering van snelheidsrichting
(centripetaal).

Voorbeeld: Schoptechniek in voetbal

 Succesvolle schop hangt af van de snelheid van de bal na impact.

 Maximale balsnelheid (20-30 m/s) hangt samen met de snelheid van de
voet (18-28 m/s).

 Energieopbouw tijdens verschillende stadia:

o Hoeksnelheid van het onderbeen is cruciaal.

o Bovenbeen draagt bij aan versnelling in het 3e stadium van de
schop.

Belangrijke punten

 Bij sporttechnieken zoals schoppen of slaan is het vergroten van de
hoeksnelheid en/of de arm van de kracht (straal) essentieel voor een
grotere lineaire snelheid van het voorwerp (bal, club, etc.).

Hoofdstuk 3: Lineaire Kinetica

3.1 Basisbegrippen
Kinetica bestudeert de relatie tussen beweging en de oorzaken van beweging,
met kracht en massa als belangrijke concepten. Kracht is gekoppeld aan
versnelling van een standaardlichaam (massa van 1 kg), en massa geeft de
traagheid aan, ofwel het verzet tegen verandering in beweging. In lineaire
kinetica worden de krachten die op een lichaam werken, in verband gebracht met
de lineaire beweging die volgt.

3.2 De wetten van Newton

 Eerste wet (Traagheidswet): Een lichaam blijft in rust of beweegt
rechtlijnig met constante snelheid, tenzij een externe kracht dit verandert.

 Tweede wet: De kracht die op een lichaam werkt, is gelijk aan de massa
van dat lichaam vermenigvuldigd met de versnelling die het ondergaat.
Massa is een maat voor het verzet tegen beweging.