Natuurkunde

2. Wet van behoud van energie

Gegeven door:
Felix Kuyken
Beschrijving Begrippen Examenvragen

In deze natuurkunde uitlegvideo behandelen we de wet van behoud van energie. Eerst bespreken we de concepten en gevolgen van deze wet. Vervolgens bespreken we de toepassingen van deze wet. Hierbij komt een korte voorbeeldopgave aan bod. Tot slot behandelen we nog veerenergie en kinetische energie met het oog op deze wet.

Gesloten systeem

Een systeem dat geen interactie met zijn omgeving heeft.

Wet van behoud van energie

Natuurkindige wet die stelt dat de totale energie in een gesloten systeem gelijk blijft.

Energie

Een fysische grootheid die uitdrukt in hoeverre een systeem arbeid kan verrichten of warmte kan produceren. De eenheid van energie is Joule

Energiebalans

Geeft de verhouding weer tussen de energie die ergens ingestopt wordt en de energie die het oplevert

Evenwichtsstand

De positie die het bewegende object zou innemen als het niet bewoog

Kinetische energie

Een voorwerp dat beweegt heeft energie: kinetische energie of bewegingsenergie (symbool: 𝐸k). De kinetische energie van een voorwerp hangt af van de massa en de snelheid van het voorwerp: 𝑬k = 𝟏 𝟐 ∙ 𝒎 ∙ 𝒗^𝟐 . In deze formule is 𝐸k de kinetische energie (in J), 𝑚 de massa (in kg) en 𝑣 de snelheid (in m/s) van het voorwerp

Massa

Een natuurkundige grootheid die de hoeveelheid van iets aangeeft. Het wordt uitgedrukt in kilogram

Uitwijking

Een bepaalde afstand vanaf het evenwichtspunt. Symbool is ‘u’, gemeten in meters

Veerenergie

Een vorm van potentiële energie, die van toepassing kan zijn bij voorwerpen die elastisch kunnen vervormen

Zwaarte-energie

Een voorwerp dat is opgetild heeft energie: zwaarte-energie. De zwaartekracht zorgt er bij het vallen voordat het voorwerp versnelt: een snelheid, en dus kinetische energie krijgt. De zwaarte-energie van een voorwerp hangt af van de massa en de hoogte van het voorwerp: 𝑬𝐳 = 𝒎 ∙ 𝒈 ∙ 𝒉. In deze formule is 𝐸z de zwaarte-energie (in J), 𝑚 de massa (in kg) en ℎ de hoogte (in m) van het voorwerp boven de grond. De valversnelling 𝑔 is 9,81 m/s^2 (op aarde)

In juni 2011 werd het wereldrecord figuur 1 blobspringen verbeterd door Reto Zimmerli. Links sprong een groep van drie personen tegelijk van een hoge toren. Ze landden op het uiteinde van een met lucht gevulde zak op het water, de blob. Hierdoor werd Zimmerli, die diep weggezakt in het andere uiteinde van de blob lag te wachten, de lucht in geschoten.


De groep van drie personen met een gezamenlijke massa van 300 kg viel over een afstand van 9,9 m omlaag. Zimmerli heeft een massa van 80 kg.


Bereken de hoogte die Zimmerli maximaal had kunnen bereiken als alle energieverliezen verwaarloosd mogen worden. 

B1. Kracht en beweging

B2: Energieomzettingen