Overal Nask 1 5e ed/FLEX - Hoofdstuk 7 - Kracht en beweging oefentoetsen & antwoorden

Je hebt verschillende soorten bewegingen van versnellen tot constant tot vertragen. Een eenparige beweging is een beweging die gelijk blijft (daar komt het woord eenparig vandaan). Dus het belangrijkste aan een eenparige beweging is dat de snelheid gelijk/constant is.De formule voor de berekening van de gemiddelde snelheid luidt: $v_{\mathrm{gem}}=\frac{\left(v_b+v_e\right)}{2}$. Waarbij:$v_{\mathrm{gem}}=$ gemiddelde snelheid in km/u of m/s$v_b=$ de beginsnelheid in km/u of m/s$v_e=$ de eindsnelheid in km/u of m/sEen tegenwerkende kracht remt je af. Daarmee heb je dan een remmende beweging. In de natuurkunde noemen we dit een vertraagde beweging.De bewegingsenergie is de energie dat een bewegend voorwerp bezit. De energie is afhankelijk van de massa van het voorwerp en de snelheid van het voorwerp. Het juiste antwoord is C.De tijd staat altijd op de x-as, dus dan vallen antwoorden A. en D. af. Een afstand, tijd-diagram gaat over de afstand en niet de snelheid dus blijft antwoord C. over.Het juiste antwoord is D.Eenparig betekent constant, dus dan vallen B. en C. af. Verder werd gevraagd om de versnelling en niet om de snelheid. Dus houd je antwoord D. over.Het juiste antwoord is C.Antwoord D. is onzin want krachtwrijving bestaat niet. Wrijving is een kracht. De wrijving (antwoord A.) is de weerstand tussen twee schuivende oppervlaktes. De rolwrijving (antwoord B.) is de wrijving van een bewegend oppervlakte met de ondergrond. En de luchtwrijving (antwoord C.) heeft te maken met snelheid en stroomlijnen en is dus het goede antwoord.Het juiste antwoord is A.Grafiek A. is een omgekeerd evenredig verband, $v=\frac{s}{t}$Grafiek B. is een recht evenredig verband; $s=v \times t$Grafiek C. is een kwadratisch verband; $E=\frac{1}{2} m v^2$Grafiek D. is een wortelverband; $v=\sqrt{\frac{2 E}{m}}$ 1,56 km = 1560 m (km -> m is vermenigvuldigen met 1000)3 minuten = 180 s (min -> s is vermenigvuldigen met 60)3,5 m/s = 12,6 km/u (m/s -> km/u is vermenigvuldigen met 3,6)85 km/h = 23,6 m/s (km/u -> m/s is delen door 3,6)3400 s = 0,94 u (s -> u is delen door 3600) De snelheid met s = 10 meter en t - 3 seconde.Gegevens: s = 10 m en t = 3 s.Gevraagd: $v$Formule: $v=\frac{s}{t}$Berekening: $v=\frac{s}{t}=\frac{10}{3}=3,33333$Conclusie: $v = 3,33$ m/sDe gemiddelde snelheid met $v_b=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ en $v_e=25 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.Gegevens: $v_b=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s} ; v_e=25 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Gevraagd: $\mathcal{V}_{\text {gem }}$Formule: $v_{\mathrm{gem}}=\frac{\left(v_b+v_e\right)}{2}$Berekening: $v_{g e m}=\frac{\left(v_b+v_e\right)}{2}=\frac{10+25}{2}=\frac{35}{2}=17,5$Conclusie: $v_{\mathrm{gem}}=17,50 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$.De nettokracht met een voortstuwende kracht $F_v=25 \mathrm{~N}$ en een wrijving $F_w=22 N$.De voortstuwende kracht wijst vooruit en de wrijving wijst achteruit. Zie onderstaande plaatje:Ze werken elkaar dus tegen en dan moet je de krachten van elkaar aftrekken.Gegevens: $F_v=25 N ; F_w=22 N$Gevraagd: $F_{\text {netto }}$Formule: $F_{\text {netto }}=F_v-F_w$Berekening: $F_{\text {netto }}=F_v-F_w=25-22=3$Conclusie: $F_{\text {netto }}=3,00 \mathrm{~N}$De kinetische energie met m = 25 kg en v = 8m/s.Gegevens: m = 25 kg; v = 8 m/sGevraagd: $E$Formule: $E=\frac{1}{2} m v^2$Berekening: $E=\frac{1}{2} m v^2=0,5 \times 25 \times 8^2=12,5 \times 64=800$Conclusie: $E = 800$ J Je bepaalt iets door het af te lezen uit de grafiek. Op tijdstip t = 8 s heeft de fietser een snelheid van 1,5 m/s, mooier is dan te schrijven: v = 1,5 m/s.Voor het berekenen van een gemiddelde snelheid heb je de beginsnelheid en de eindsnelheid nodig. Deze lees je af uit de grafiek.Gegevens: $v_b=0 \mathrm{~m} / \mathrm{s} ; v_e=3 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Gevraagd: $\mathcal{V}_{\text {gem }}$Formule: $v_{\mathrm{gem}}=\frac{\left(v_b+v_e\right)}{2}$Berekening: $v_{\mathrm{gem}}=\frac{\left(v_b+v_e\right)}{2}=\frac{0+3}{2}=1,5$Conclusie: $v_{\mathrm{gem}}=1,5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Een eenparige beweging is een beweging waarbij de fietser een constante snelheid heeft. In de grafiek herken je dit door een horizontale lijn. De tijdstippen zijn dan tussen t = 3 s en t = 6 s.Tussen de tijdstippen t = 3 s en t = 6 s herken je een rechte lijn. Omdat het een rechte lijn is weet je dat het verband dan recht evenredig moet zijn.Je zou misschien hier hebben gezegd tussen t = 6 s en t = 10 s omdat de lijn in de grafiek naar beneden gaat en er dus kennelijk geremd wordt. Maar in het echt ervaart de fietser ALTIJD weerstand/wrijving. Dus het juiste antwoord is tussen t = 0 s en t = 10 s. De bewegingsenergie kun je uitrekenen met de massa en de snelheid. De snelheid is gegeven in kilometer per uur. Om de energie uit te rekenen moet je de snelheid wel in meter per seconde omrekenen. Dit doe je door te delen met 3,6.Gegevens: $v=15 \mathrm{~km} / u=\frac{15}{3,6}=4,17 \mathrm{~m} / \mathrm{s} ; m=95 \mathrm{~kg}$Gevraagd: $E_{\text {bew }}$Formule: $E_{b e w}=\frac{1}{2} m v^2$Berekening: $E_{b e w}=\frac{1}{2} m v^2=0,5 \times 95 \times 4,17^2=47,5 \times 17,36=824,65278$Conclusie: $E_{b e w}=824,65 \mathrm{~J}$In de tekst lees je dat de wrijvingskracht is $F_w=56 N$. Bij een eenparige beweging is de snelheid constant. En als de snelheid constant is dan is de nettokracht $F_{\text {netto }}=0$. Omdat de wrijvingskracht tegenwerkt moet de fietser eenzelfde kracht toepassen als voortstuwende kracht. Dus het antwoord is: $F_{\text {fietser }}=F_v=56 \mathrm{~N}$.Dit is een lastige berekening omdat je de formule moet ombouwen. Verder weet je de gemiddelde snelheid in km/h, gelukkig heb je in vraag a. dit al moeten omrekenen naar m/sGegevens: $v_b=3,5 \mathrm{~m} / \mathrm{s} ; v_{\mathrm{gem}}=4,17 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Gevraagd: $v_e$Formule: $v_{gem}=\frac{v_b+v_e}{2}$Stap 1 (2 wegwerken): Vermenigvuldig met 2 wordt: $2 \times v_{gem}=v_b+v_e$Stap 2 ($v_b$ naar andere kant): $2 \times v_{gem}-v_b=v_e$Stap 3 (formule omdraaien): $v_e=2 \times v_{gem}-v_b$Berekening: $v_e=2 \times v_{gem}-v_b=2 \times 4,17-3,5=4,84$Conclusie: $v_e=4,84 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Je kent de formule $v=\frac{s}{t}$, gebruik het driehoekje om de nieuwe formule, waarmee je s kunt uitrekenen, kunt maken.Omdat de tijd in uur is gegeven kun je het makkelijkst de snelheid in km/u laten staan.Gegevens: $v=15 \mathrm{~km} / \mathrm{u} ; t=\frac{3}{4} u u r=0,75 \mathrm{uur}$Gevraagd: $s$Formule: $v=\frac{s}{t}$, leg je vinger op de s (want die wil je uitrekenen) en dan zie je de nieuwe formule wordt: $s=v \times t$Berekening: $s=v \times t=15 \times 0,75=11,25$Conclusie: $s = 11,25$ km, om het antwoord in meter uit te rekenen vermenigvuldig je het antwoord met 1000. Dus $s=11,25 \times 1000=11.250 \mathrm{~m}$. Een afstand, tijd-diagram is een grafiek waarbij je de afstand afzet tegen de tijd. De tijd staat altijd op de x-as, dus de afstand komt op de y-as terecht. Zorg voor een goede verdeling.De tijd loopt van 0 tot 10 minuten, omdat we de tijd in seconden of uren neerzetten loopt de tijd van 0 tot 600 seconde of van 0 tot 0,167 uur. Ik kies hier gewoon voor minuten omdat er niet staat dat het anders moet.De afstand loopt van 0 tot 5 kilometer (je mag deze ook in meters neerzetten).Zet de punten in de grafiek en verbind deze met een lijn. Normaal kies je voor een vloeiende lijn, maar omdat snelheid steeds wisselt gebruik je nu rechte lijnen.De grafiek ziet er als volgt uit:Denk wel aan: titel van de grafiekde juiste astitels met eenheden tussen haakjesJe weet de tijd en je weet de afgelegde afstand en daarmee kun je dan de gemiddelde snelheid berekenen. Bedenk wel dat je in meters en seconden moet rekenen.Gegevens: s = 5 km = 5.000 m; t = 10 min = 600 sGevraagd: $\mathcal{V}_{\mathrm{gem}}$Formule: $v_{\mathrm{gem}}=\frac{s}{t}$Berekening: $v_{\text {gem}}=\frac{s}{t}=\frac{5000}{600}=8,3333$Conclusie: $v_{\mathrm{gem}}=8,33 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Als je in je eigen grafiek kijkt (of hierboven bij het antwoord op vraag a.) dan zie je dat er twee horizontale vlakken zijn in de lijn. Hier blijft dan gedurende een tijdje de afstand gelijk. Dat is als de auto stil staat. In de tabel kun je het ook aflezen. Dan zie je dat er twee keer geen toename is van de afstand. Het antwoord is dan ook tussen t = 2 min en t = 3 min en tussen t = 7 min en t = 8 min. Als je er vanuit gaat dat de gemiddelde snelheid de snelheid is waarmee je mag rekenen, gebruik je dus $v=8,33 \ m/s$.Gegevens: $m=1$ ton $=1.000 \mathrm{~kg} ; v=8,33 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Gevraagd: $E_{bew}$Formule: $E_{bew}=\frac{1}{2} m v^2$Berekening: $E_{b e w}=\frac{1}{2} m v^2=0,5 \times 1000 \times 8,33^2=500 \times 69,3889=3469,445$Conclusie: $E_{\text {bew }}=3.469,45 \mathrm{~J}$.De auto remt af, je ziet dat de snelheid in de grafiek afneemt. Je zou dan een negatieve gemiddelde snelheid krijgen. Deze mag je wel als een positief getal neerzetten bij het antwoord. De begin- en eindsnelheid moet je aflezen uit de grafiek.Gegevens: $v_b=11 \mathrm{~m} / \mathrm{s} ; v_e=0 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Gevraagd: $\mathcal{V}_{\text {gem }}$Formule: $v_{\text {gen }}=\frac{v_e-v_b}{2}$Berekening: $v_{g e n}=\frac{v_e^{-v_b}}{2}=\frac{0-11}{2}=-5,5$Conclusie: $v_{\mathrm{gem}}=5,5 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$Een nettokracht is nul als de beide krachten (tegenwerkend en voortstuwend gelijk zijn). In dat geval is de snelheid dan 0 of constant. In de grafiek zie je duidelijk dat tussen tijdstip t = 80 s en t = 110 s de snelheid afneemt en dus niet constant of nul is. Dus de nettokracht is NIET nul.In de gegeven grafiek zie je geen rechte lijn. De lijn gaat in een bocht. Het kan dus geen recht evenredig verband zijn. De lijn neemt ook niet af dus is het ook geen omgekeerd evenredig verband. Dan blijft een kwadratisch verband over. En dat is het goede antwoord.