Natuurkunde

6. Oefenopgave: de achtbaan

Gegeven door:
Tom Fürstenberg
Beschrijving Begrippen

In deze video met uitleg voor natuurkunde behandelen we de middelpuntzoekende kracht aan de hand van een opgave over een achtbaan. Dit is een examenopgave van een aantal jaar geleden. Het filmpje eindigt met een korte samenvatting.

Baansnelheid

Een formule voor het berekenen van de baansnelheid is: v=2πrT. Voor een eenparige cirkelbeweging is de middelpuntzoekende kracht vereist. Deze bereken je met de formule Fmpz= m×v2r

Middelpuntzoekende kracht

Een kracht die op een voorwerp werkt dat in een cirkelbaan beweegt. Deze kracht zorgt ervoor dat die beweging constant naar het middelpunt van de cirkel wordt afgebogen

Normaal kracht

De kracht die loodrecht op de beweging werkt

Straal

De afstand tussen twee punten van een cirkel

Wrijvingsarbeid

Bij bewegen met een constante snelheid is een voorwaartse kracht nodig om de beweging in stand te houden, tegen de tegenwerkende wrijvingskrachten in. De geleverde energie wordt omgezet in een andere energiesoort: warmte

Zwaartekracht (𝐹𝑧 )

De aantrekkingskracht tussen een object en de aarde. Wordt ook gravitatie genoemd. Je berekent de zwaartekracht met de formule Fg=G×m×Mr2: F is de gravitatiekracht, m en M zijn de massa’s van twee voorwerpen, r is de afstand tussen de zwaartepunten en G is de gravitatieconstante in Binas tabel 7A

Kracht en arbeid

De arbeid (symbool: 𝑊) die een kracht verricht, is de hoeveelheid energie die door de kracht wordt omgezet voor een beweging. Voor het verrichten van arbeid is niet alleen een kracht nodig, maar ook een verplaatsing. De arbeid hangt af van de kracht en de verplaatsing: 𝑾 = 𝑭 ∙ 𝒔. In deze formule is 𝑊 de arbeid (in J), 𝐹 de kracht (in N) en 𝑠 de verplaatsing (in M). Uit de formule volgt de eenheid van arbeid: newton·meter (afgekort: Nm). Voor deze eenheid geldt: 1 Nm = 1 J. De formule om de arbeid van een kracht te berekenen geldt alleen als de kracht 𝐹 en de verplaatsing 𝑠 dezelfde of tegengestelde richting hebben

Snelheid

Hoeveel afstand je aflegt in een bepaalde tijdseenheid

Zwaartekracht (𝐹𝑧 )

De aantrekkingskracht tussen een object en de aarde. Wordt ook gravitatie genoemd. De zwaartekracht kun je berekenen met de formule Fz = m*g, waarbij m de massa in kilogram is en g voor de constante valsnelheid staat. Op aarde is de constante valsnelheid 9,81 m/s

B1: Kracht en beweging

B2: Energie en wisselwerking

B3: Cirkelbewegingen en middelpuntzoekende kracht

B4: Zonnestelsel en heelal