HOOFDSTUK 8 - BEHOUD VAN ENERGIE
8.1 Conservatieve en niet-conservatieve krachten
Een kracht is conservatief als: de verrichte arbeid door de kracht op een voorwerp dat van een
punt naar een ander punt beweegt alleen afhankelijk is van de begin- en eindpositie van het
voorwerp en onafhankelijk is van de gevolgde baan. bv zwaartekracht
Andere definitie van een conservatieve kracht: een kracht is conservatief als de nettoarbeid
die verricht wordt door de kracht op een voorwerp dat een willekeurig gesloten baan
beschrijft, 0 is.
ALs wrijving aanwezig is, zal de arbeid niet alleen afhangen van begin- en eindpunt maar
ook van e gevolgde weg. Wrijving wordt een niet-conservatieve kracht genoemd.
Potentiële energie kan enkel gedefinieerd worden voor conservatieven krachten = gravitatie,
elastiek, elektrisch.
8.2 Potentiële energie
Een voorwerp kan potentiËle energie bezitten op grond van omgevingsfactoren.
Bekende voorbeelden van potentiële
energie: - Opgespannen veer
-Uitgerokken elastiekje of elastische band
-Voorwerp op bepaalde hoogste boven de grond
De potentiële gravitatie energie wordt gegeven door
Deze potentiële energie kan omgezet worden in kinetische energie als we het voorwerp vrij
laten vallen
Als Ugrav = mgy, van welk punt meten we y? Het blijkt dat dit geen belang heeft, zo lang we
maar het referentiepunt y = 0 consequent gebruiken. Enkel veranderingen in potentiële
energie worden gemeten.
Algemene definitie van de gravitationele potentiële energie:
Voor elke conservatieve kracht:
,8.3 Mechanische energie en het behoud daarvan
Als er geen niet-conservatieve krachten arbeid verrichten, is de som van de verandering in
kinetische energie en potentiële energie 0. De kinetische en potentiële energieveranderingen
zijn even groot maar tegengesteld in teken
Daardoor kunnen we de totale mechanische energie schrijven als:
En het behoud van mechanische energie:
Het principe van het behoud van mechanische energie:
Als alleen conservatieve krachten arbeid verrichten, neemt de totale mechanische
energie van een systeem in een willekeurig proces niet af, maar ook niet toe. De totale
hoeveelheid mechanische energie blijft daarmee behouden.
8.4 Vraagstukken = PPT
8.5 De wet van behoud van energie
Bij niet-conservatieven of dissipatieve krachten: wrijving, warmte, elektrische, chemische
energie… wordt de mechanische energie niet behouden. Maar als men rekening houdt met
deze krachten, blijft de totale energie wel behouden.
De wet van behoud van energie is een van de meest belangrijkste principes in de fysica
In een willekeurig proces neemt de totale energie niet toe of af.
Energie kan omgezet worden van de ene vorm naar de andere en van een voorwerp
overgedragen worden op een ander, maar de totale hoeveelheid blijft constant.
8.6 Vraagstukken = PPT
8.7 Potentiële energie te gevolge van de zwaartekracht en ontsnappingssnelheid
Ver van het oppervlak van de aarde is de zwaartekracht niet constant:
De arbeid verricht door de zwaartekracht op een voorwerp dat beweegt van punt 1 naar punt
2:
Oplossen van de integraal geeft:
, Omdat de waarde van de integraal alleen afhangt van de positie van het begin- eindpunt, is de
zwaartekracht een conservatieve kracht en kunnen we de gravitationele potentiële energie
definiëren
als:
8.8 Vermogen (Power)
Vermogen is de snelheid waarmee arbeid wordt verricht. Gemiddeld vermogen:
Het momentane vermogen:
Het SI-eenheid van vermogen is Watt (W) =1W = 1J/s
Vermogen kan ook omgeschreven worden als de snelheid waarmee energie wordt omgezet:
In het Britse systeem wordt vaak paardenkracht als eenheid gebruikt: 1pk = 746 W
Vermogen is ook nodig bij het versnellen en voor de beweging tegen de wrijvingskracht.
Het vermogen kan geschreven worden in termen van netto kracht en zijn snelheid:
HOOFDSTUK 9
9.1 Impuls en kracht
Definitie impuls (momentum): het product van de massa en de snelheid van een object
Formule:
Begrip:
Grote impuls= hoge snelheid, grote massa, moeilijker stoppen, meer effect
Kleine impuls= lage snelheid, kleine massa, makkelijker stoppen, minder effect
Tweede wet van Newton: de snelheid van verandering van impuls van een voorwerp is gelijk
aan de nettokracht die erop uitgeoefend wordt
8.1 Conservatieve en niet-conservatieve krachten
Een kracht is conservatief als: de verrichte arbeid door de kracht op een voorwerp dat van een
punt naar een ander punt beweegt alleen afhankelijk is van de begin- en eindpositie van het
voorwerp en onafhankelijk is van de gevolgde baan. bv zwaartekracht
Andere definitie van een conservatieve kracht: een kracht is conservatief als de nettoarbeid
die verricht wordt door de kracht op een voorwerp dat een willekeurig gesloten baan
beschrijft, 0 is.
ALs wrijving aanwezig is, zal de arbeid niet alleen afhangen van begin- en eindpunt maar
ook van e gevolgde weg. Wrijving wordt een niet-conservatieve kracht genoemd.
Potentiële energie kan enkel gedefinieerd worden voor conservatieven krachten = gravitatie,
elastiek, elektrisch.
8.2 Potentiële energie
Een voorwerp kan potentiËle energie bezitten op grond van omgevingsfactoren.
Bekende voorbeelden van potentiële
energie: - Opgespannen veer
-Uitgerokken elastiekje of elastische band
-Voorwerp op bepaalde hoogste boven de grond
De potentiële gravitatie energie wordt gegeven door
Deze potentiële energie kan omgezet worden in kinetische energie als we het voorwerp vrij
laten vallen
Als Ugrav = mgy, van welk punt meten we y? Het blijkt dat dit geen belang heeft, zo lang we
maar het referentiepunt y = 0 consequent gebruiken. Enkel veranderingen in potentiële
energie worden gemeten.
Algemene definitie van de gravitationele potentiële energie:
Voor elke conservatieve kracht:
,8.3 Mechanische energie en het behoud daarvan
Als er geen niet-conservatieve krachten arbeid verrichten, is de som van de verandering in
kinetische energie en potentiële energie 0. De kinetische en potentiële energieveranderingen
zijn even groot maar tegengesteld in teken
Daardoor kunnen we de totale mechanische energie schrijven als:
En het behoud van mechanische energie:
Het principe van het behoud van mechanische energie:
Als alleen conservatieve krachten arbeid verrichten, neemt de totale mechanische
energie van een systeem in een willekeurig proces niet af, maar ook niet toe. De totale
hoeveelheid mechanische energie blijft daarmee behouden.
8.4 Vraagstukken = PPT
8.5 De wet van behoud van energie
Bij niet-conservatieven of dissipatieve krachten: wrijving, warmte, elektrische, chemische
energie… wordt de mechanische energie niet behouden. Maar als men rekening houdt met
deze krachten, blijft de totale energie wel behouden.
De wet van behoud van energie is een van de meest belangrijkste principes in de fysica
In een willekeurig proces neemt de totale energie niet toe of af.
Energie kan omgezet worden van de ene vorm naar de andere en van een voorwerp
overgedragen worden op een ander, maar de totale hoeveelheid blijft constant.
8.6 Vraagstukken = PPT
8.7 Potentiële energie te gevolge van de zwaartekracht en ontsnappingssnelheid
Ver van het oppervlak van de aarde is de zwaartekracht niet constant:
De arbeid verricht door de zwaartekracht op een voorwerp dat beweegt van punt 1 naar punt
2:
Oplossen van de integraal geeft:
, Omdat de waarde van de integraal alleen afhangt van de positie van het begin- eindpunt, is de
zwaartekracht een conservatieve kracht en kunnen we de gravitationele potentiële energie
definiëren
als:
8.8 Vermogen (Power)
Vermogen is de snelheid waarmee arbeid wordt verricht. Gemiddeld vermogen:
Het momentane vermogen:
Het SI-eenheid van vermogen is Watt (W) =1W = 1J/s
Vermogen kan ook omgeschreven worden als de snelheid waarmee energie wordt omgezet:
In het Britse systeem wordt vaak paardenkracht als eenheid gebruikt: 1pk = 746 W
Vermogen is ook nodig bij het versnellen en voor de beweging tegen de wrijvingskracht.
Het vermogen kan geschreven worden in termen van netto kracht en zijn snelheid:
HOOFDSTUK 9
9.1 Impuls en kracht
Definitie impuls (momentum): het product van de massa en de snelheid van een object
Formule:
Begrip:
Grote impuls= hoge snelheid, grote massa, moeilijker stoppen, meer effect
Kleine impuls= lage snelheid, kleine massa, makkelijker stoppen, minder effect
Tweede wet van Newton: de snelheid van verandering van impuls van een voorwerp is gelijk
aan de nettokracht die erop uitgeoefend wordt
