OEFENINGEN FYSICA
Prof. Dr. A. Baeyens
1° BACHELOR BIOMEDISCHE WETENSCHAPPEN
Academiejaar 2019-2020
REEKS 3B – ARBEID EN ENERGIE
1) Willem (m = 80 kg) gaat naar de cardioloog voor een stress-test. Bij de stress-test
moet Willem snelwandelen aan een constante snelheid van 8,5 km/u op een omhoog
hellende loopband. Hij moet hierbij een vermogen bereiken van 325 Watt. Welke
hellingshoek stelt de cardioloog in voor de loopband? (10,1°)
2) Wanneer een kracht van 120 N wordt uitgeoefend op een veer, leidt dit tot een
uitrekking van 2,25 cm. Wat is de potentiele energie van deze veer wanneer:
a) De veer 3,50 cm wordt ingedrukt? (3,26 J)
b) De veer 7,00 cm wordt uitgetrokken? (13,1 J)
3) Een piano met een massa van 330 kg glijdt over een afstand van 3,6 m omlaag over
een helling van 28°. Een man remt wanhopig de piano af om te voorkomen dat deze
versnelt en oefent daartoe een kracht evenwijdig aan de helling uit. De
wrijvingscoëfficient tussen de piano en de vloer is 0,4.
a) Bepaal de arbeid die door de man verricht wordt. (-135 . 101 J)
b) Bepaal de arbeid die door de zwaartekracht verricht wordt. (547 . 101 J)
4) Een horizontale veer (k = 200 N/m) is bevestigd aan een muur. De veer is verbonden
met een blok van 750 g die op een tafel ligt. Als dit systeem 5,0 cm wordt ingedrukt
en vervolgens wordt losgelaten, rekt de veer 2,5 cm uit t.o.v. de evenwichtspositie en
keert dan terug naar de ontspannen lengte. Verwaarloos de massa van de veer. Hoe
groot is de kinetische wrijvingscoëfficiënt tussen het blok en de tafel? (0,341)
5) Een liftkabel breekt wanneer een lift van 925 kg zich 22,5 m boven de bovenkant van
een enorme veer bevindt (k=8,00 . 104 N/m) die onder in de liftschacht gemonteerd is.
a) Bereken de door de zwaartekracht verrichte arbeid op de lift voordat die in
contact komt met de veer. (2,04 .105 J)
b) Bereken de snelheid van de lift net voordat de lift de veer raakt. (21,0 m/s)
c) Bereken de lengte die de veer ingedrukt wordt (merk op dat hier arbeid zowel
door de veer als zwaartekracht verricht wordt). (2,38 m)
REEKS 3B – BOTSINGEN
6) Een bal van 6,00 kg beweegt met de x-as mee met een snelheid van 5,50 m/s. De
bal botst tegen een voorwerp van 8,00 kg dat tegen de x-as in beweegt met een
snelheid van 4,00 m/s. Bereken de uiteindelijke snelheid van elke massa als
a) De voorwerpen samen verder bewegen. (7,14 . 10-2 m/s)
b) De botsing elastisch is. (5,36 m/s; 4,14 m/s)
, 7) Een hockeypuck glijdt oostwaarts met een snelheid van 5 m/s en botst frontaal tegen
een andere puck (massa = 900 g) die met een snelheid van 1 m/s oostwaarts
beweegt op het ijs. Na de botsing glijdt de hockeypuck met een massa van 900 g
oostwaarts met een snelheid van 3,6 m/s. Hoeveel bedraagt de massa van de eerste
hockeypuck? Veronderstel dat de botsing perfect elastisch is. (0,433 kg)
8) Blok A (m = 250 g) wordt losgelaten van op een hoogte van 25 cm. Blok A glijdt van
X de helling, glijdt over een vlak oppervlak en botst uiteindelijk tegen het stilstaande
blok B (m = 800 g). Veronderstel dat de overgang tussen de helling en het horizontaal
vlak vloeiend is, dat de botsing elastisch is en de wrijving verwaarloosbaar is.
a) Hoeveel bedraagt de grootte van de snelheid van beide blokken na de
botsing? (A: 1,16 m/s, B: 1,05 m/s)
b) Bepaal hoe hoog blok A terug zal glijden op de helling. (0,0686 m)
9) Twee ballen zijn opgehangen zoals weergegeven in de figuur (l = 25 cm). De massa
van bal A bedraagt 50 g en de massa van bal B 75 g. Bal A wordt onder een hoek
van 70° van de verticaal weggetrokken en losgelaten.
a) Hoe groot is de snelheid van de lichtere bal net voor de botsing? (1,80 m/s)
b) Hoe groot is de snelheid van de ballen na de (elastische) botsing? (0,360 m/s
en 1,44 m/s)
c) Welke hoogte bereikt elke bal na de (elastische) botsing? (6,61 .10-3 m en
0,106 m)
10) Een kleiduif van 0,25 kg wordt onder een hoek van 28° met de horizon weggeschoten
met een snelheid van 25 m/s. Wanneer de kleiduif zijn maximale hoogte, h, bereikt
wordt deze geraakt door een kogel van 15 g die verticaal omhoog geschoten werd en
de kleiduif bereikt met een snelheid van 230 m/s. De kogel blijft in de kleiduif
vastzitten.
a) Hoe hoger, h’, komt de kleiduif daardoor? (8,64 m)
b) Hoeveel extra afstand, Dx, legt de kleiduif af als gevolg van de botsing? (38,4
m)
Prof. Dr. A. Baeyens
1° BACHELOR BIOMEDISCHE WETENSCHAPPEN
Academiejaar 2019-2020
REEKS 3B – ARBEID EN ENERGIE
1) Willem (m = 80 kg) gaat naar de cardioloog voor een stress-test. Bij de stress-test
moet Willem snelwandelen aan een constante snelheid van 8,5 km/u op een omhoog
hellende loopband. Hij moet hierbij een vermogen bereiken van 325 Watt. Welke
hellingshoek stelt de cardioloog in voor de loopband? (10,1°)
2) Wanneer een kracht van 120 N wordt uitgeoefend op een veer, leidt dit tot een
uitrekking van 2,25 cm. Wat is de potentiele energie van deze veer wanneer:
a) De veer 3,50 cm wordt ingedrukt? (3,26 J)
b) De veer 7,00 cm wordt uitgetrokken? (13,1 J)
3) Een piano met een massa van 330 kg glijdt over een afstand van 3,6 m omlaag over
een helling van 28°. Een man remt wanhopig de piano af om te voorkomen dat deze
versnelt en oefent daartoe een kracht evenwijdig aan de helling uit. De
wrijvingscoëfficient tussen de piano en de vloer is 0,4.
a) Bepaal de arbeid die door de man verricht wordt. (-135 . 101 J)
b) Bepaal de arbeid die door de zwaartekracht verricht wordt. (547 . 101 J)
4) Een horizontale veer (k = 200 N/m) is bevestigd aan een muur. De veer is verbonden
met een blok van 750 g die op een tafel ligt. Als dit systeem 5,0 cm wordt ingedrukt
en vervolgens wordt losgelaten, rekt de veer 2,5 cm uit t.o.v. de evenwichtspositie en
keert dan terug naar de ontspannen lengte. Verwaarloos de massa van de veer. Hoe
groot is de kinetische wrijvingscoëfficiënt tussen het blok en de tafel? (0,341)
5) Een liftkabel breekt wanneer een lift van 925 kg zich 22,5 m boven de bovenkant van
een enorme veer bevindt (k=8,00 . 104 N/m) die onder in de liftschacht gemonteerd is.
a) Bereken de door de zwaartekracht verrichte arbeid op de lift voordat die in
contact komt met de veer. (2,04 .105 J)
b) Bereken de snelheid van de lift net voordat de lift de veer raakt. (21,0 m/s)
c) Bereken de lengte die de veer ingedrukt wordt (merk op dat hier arbeid zowel
door de veer als zwaartekracht verricht wordt). (2,38 m)
REEKS 3B – BOTSINGEN
6) Een bal van 6,00 kg beweegt met de x-as mee met een snelheid van 5,50 m/s. De
bal botst tegen een voorwerp van 8,00 kg dat tegen de x-as in beweegt met een
snelheid van 4,00 m/s. Bereken de uiteindelijke snelheid van elke massa als
a) De voorwerpen samen verder bewegen. (7,14 . 10-2 m/s)
b) De botsing elastisch is. (5,36 m/s; 4,14 m/s)
, 7) Een hockeypuck glijdt oostwaarts met een snelheid van 5 m/s en botst frontaal tegen
een andere puck (massa = 900 g) die met een snelheid van 1 m/s oostwaarts
beweegt op het ijs. Na de botsing glijdt de hockeypuck met een massa van 900 g
oostwaarts met een snelheid van 3,6 m/s. Hoeveel bedraagt de massa van de eerste
hockeypuck? Veronderstel dat de botsing perfect elastisch is. (0,433 kg)
8) Blok A (m = 250 g) wordt losgelaten van op een hoogte van 25 cm. Blok A glijdt van
X de helling, glijdt over een vlak oppervlak en botst uiteindelijk tegen het stilstaande
blok B (m = 800 g). Veronderstel dat de overgang tussen de helling en het horizontaal
vlak vloeiend is, dat de botsing elastisch is en de wrijving verwaarloosbaar is.
a) Hoeveel bedraagt de grootte van de snelheid van beide blokken na de
botsing? (A: 1,16 m/s, B: 1,05 m/s)
b) Bepaal hoe hoog blok A terug zal glijden op de helling. (0,0686 m)
9) Twee ballen zijn opgehangen zoals weergegeven in de figuur (l = 25 cm). De massa
van bal A bedraagt 50 g en de massa van bal B 75 g. Bal A wordt onder een hoek
van 70° van de verticaal weggetrokken en losgelaten.
a) Hoe groot is de snelheid van de lichtere bal net voor de botsing? (1,80 m/s)
b) Hoe groot is de snelheid van de ballen na de (elastische) botsing? (0,360 m/s
en 1,44 m/s)
c) Welke hoogte bereikt elke bal na de (elastische) botsing? (6,61 .10-3 m en
0,106 m)
10) Een kleiduif van 0,25 kg wordt onder een hoek van 28° met de horizon weggeschoten
met een snelheid van 25 m/s. Wanneer de kleiduif zijn maximale hoogte, h, bereikt
wordt deze geraakt door een kogel van 15 g die verticaal omhoog geschoten werd en
de kleiduif bereikt met een snelheid van 230 m/s. De kogel blijft in de kleiduif
vastzitten.
a) Hoe hoger, h’, komt de kleiduif daardoor? (8,64 m)
b) Hoeveel extra afstand, Dx, legt de kleiduif af als gevolg van de botsing? (38,4
m)
