Overal Natuurkunde 5e ed - Hoofdstuk 4 - Kracht en beweging oefentoetsen & antwoorden

Om de snelheid van een voorwerp te kunnen bepalen heb je nodig: de afstand tussen 2 punten en de verstreken tijd die nodig is geweest om de afstand tussen deze 2 punten te overbruggen. In formulevorm : $\rm s=v \cdot t $

In een (s,t) diagram wordt de afstand uitgezet tegen de tijd. De steilheid van de lijn geeft de snelheid weer.
Rekenkundig is de steilheid van de lijn de richtingscoëfficiënt. Een algemene formule om deze richtingscoëfficiënt te bepalen is  $\rm richtingscoëfficiënt = \frac {\Delta y}{\Delta x} $

Karel heeft gedeeltelijk gelijk. In het begin heeft de regendruppel geen  valsnelheid, en onder invloed van de zwaartekracht gaat de regendruppel versnellen richting het aardoppervlak.
Zodra de regendruppel een snelheid heeft, begint er ook luchtweerstand te ontstaan. En hoe sneller de regendruppel valt, hoe groter de luchtweerstand wordt. Totdat de luchtweerstand en de zwaartekracht even groot zijn (maar tegengesteld gericht). Op dat moment zal de regendruppel niet meer versnellen, en met een constante snelheid naar de aarde vallen.

Voor het uitoefenen van arbeid is er naast een kracht, ook een afgelegde afstand nodig. De formule voor arbeid is: $\rm W = F \cdot s $. Omdat het badlaken aan de waslijn blijft hangen, legt het badlaken geen afstand uit. En kan de windkracht dus geen arbeid uitoefenen.

De stopafstand bestaat uit de reactietijd en de remweg. Het optellen van de afstand die je aflegt als gevolg van de reactietijd en de remweg maakt de stopafstand.
Hoe groter de beginsnelheid, hoe groter de stopafstand wordt.

Doordat de voorvork verbuigt en meeveert, wordt er bewegingsenergie opgenomen. Hierdoor zal de fietser bij het vallen minder hard neerkomen, omdat de snelheid van bewegen is afgenomen doordat de bewegingsenergie kleiner is geworden.

Stoot heeft als standaard eenheid $\rm N \cdot s $ (Newton-seconde) of $\rm kg \cdot m \backslash s $(kilogram-meter per seconde)

Dat hangt helemaal af van de definitie van je assenstelsel.
Als de zwaartekracht positief is, dan is een kracht die een voorwerp omhoog laat gaan negatief.
Andersom geldt het ook: is de zwaartekracht negatief, dan is de kracht die een voorwerp omhoog laat bewegen positief.

De gulden regel beschrijft dat bij het werken met een katrol de hoeveelheid kracht die je wint, verloren gaat aan extra af te leggen afstand.

Het (v,t) diagram toont een rechte horizontale lijn. Dat houdt in dat het voorwerp met een constante snelheid beweegt. Ondanks dat er helemaal geen getallen bij het diagram staan, kun je toch aan de hand van de verhoudingen een goed afstand-tijd (s,t) diagram tekenen.
Je begint in de oorsprong (0,0). Immers op tijdstip t=0 heeft het voorwerp nog geen afstand afgelegd. De oppervlakte onder de grafiek is 0.
Vervolgens teken je een rechte lijn schuin rechts omhoog. De steilheid van de lijn is de waarde van de snelheid.
Als we de grote hokjes tellen, dan zijn er horizontaal 10 hokjes, en verticaal 6 hokjes. 1 groot hokje naar rechts, is bij dezelfde schaal 4 hokjes omhoog. In onderstaand diagram zijn de verticale hokjes verkleind met een factor 10. Controleer dat maar(!)

Die autobanden vangen de klap op die de rallyauto maakt. De autobanden werken als externe kreukelzone, en ze nemen bewegingsenergie van de auto op. Hierdoor remt de auto af, en komt deze met een minder grote snelheid tegen de vangrail aan. Als je met een lagere snelheid ergens tegenaan botst, is de impact kleiner, en is er minder bewegingsenergie aanwezig die geabsorbeerd moet worden.

Beide ballen hebben evenveel zwaarte-energie omdat het af te leggen hoogteverschil in beide gevallen gelijk is.

Bewegingsenergie wordt omgezet in zwaarte-energie ( en weer terug).

De reactietijd van de bestuurder is gelijk in de bebouwde kom en op de snelweg. Alleen is de snelheid op de snelweg groter waardoor de afstand die wordt afgelegd tijdens de reactietijd groter is.
Ook is de remweg langer bij hogere snelheden. Een 2 maal zo hoge beginsnelheid, leidt tot een 2n\rm 2^{n} 2n zo lange remweg.
De stopafstand bestaat uit de reactieafstand + de remweg. En deze laatste 2 termen zijn ieder groter op de snelweg.

Arbeid wordt alleen verricht als er ook een afstand wordt afgelegd in de richting waarop de kracht wordt uitgeoefend. Dat is bij deze touwtrekkers niet het geval. (De gegevens van hoe zwaar de touwtrekkers zijn, en met hoeveel ze zijn is voor deze opgave helemaal niet van belang.)

Naast de energieomzettingen van zwaarte energie naar bewegingsenergie ( en weer terug), zal Ineke ook spierkracht moeten leveren om wrijvingsverliezen te compenseren. Spierkracht wordt in een mensenlichaam geproduceerd doordat voedsel wordt omgezet in spierkracht. Dit noemen we chemische energie.
In totaal zijn er dus 4 energiesoorten:
1. zwaarte-energie
2. bewegings-energie
3. chemische-energie
4. wrijvings-energie