Ek of Ez=W

H stelde deze vraag op 09 april 2022 om 17:35.

Wanneer is Ek of Ez gelijk aan W? En hoe werkt het omzetten van Ek naar Ez en andersom??

Reacties

Jan van de Velde op 09 april 2022 om 17:59

H

Wanneer is Ek of Ez gelijk aan W? 

 dag H,

Eigenlijk alleen als je met 0 begint of met 0 eindigt, (anders moet je beter ΔEk of ΔEz zeggen)  en er onderweg niet ook wrijving of zo plaats heeft, want dan is er ook arbeid nodig om dat te overwinnen.

H

En hoe werkt het omzetten van Ek naar Ez 

 iets omhooggooien

H

en andersom??

 of laten vallen. 

Ik denk echter niet dat je dat bedoelt?
Als je een oefening hebt waarmee je vast zit, kom er maar mee: en vertel er dan duidelijk bij waarop je vastloopt, wat je probleem is, en wat je nog wèl lukt.

Groet, Jan


 


Jaap op 09 april 2022 om 18:26
Dag H,
De totale arbeid Wtotaal van alle krachten samen die op een voorwerp werken, is even groot als de toename ΔEk van de kinetische energie van dat voorwerp → Wtotaal=ΔEk.
Dat geldt ook als er wrijving is of als de zwaarte-energie van het voorwerp verandert.
Als het voorwerp hoogte wint, verricht de zwaartekracht een hoeveelheid (negatieve) arbeid die even groot is als de (positieve) toename ΔEz van de zwaarte-energie.
Als het voorwerp wrijving ondervindt, verricht de wrijvingskracht een hoeveelheid (negatieve) arbeid die even groot is als de (positieve) warmte Q die onderweg ontstaat.
Groet, Jaap
Anne op 22 juni 2022 om 12:17
Ik ben een opdracht aan het maken, waarbij in het antwoordmodel staat dat W = Ez + Ek, maar ik begrijp niet waarom/wanneer je Ez en Ek bij elkaar mag optellen
Theo de Klerk op 22 juni 2022 om 12:47
De totale energie (t.o.v. een gekozen nulpunt) is in zwaartekrachtvelden voor een object gelijk aan Ez en de kinetische energie Ek.  Als deze totale energie verandert doordat iets arbeid op het voorwerp verricht wordt, dan neemt de totale energie toe met ΔE = W.  
Ik vermoed dan ook dat je gevonden formule zo bedoeld is (of omschreven is in de tekst):

W = ΔEz + ΔEk

Arbeid kent geen "verandering van" Δ want er is arbeid of er is geen arbeid. De energiewaarden kunnen echter veranderen en hebben wel een Δ symbool voor zo'n verandering.
Jaap op 22 juni 2022 om 13:15
Dag Anne,
Wil je (een foto van) de letterlijke en volledige tekst van de opdracht en het antwoordmodel plaatsen, met eventuele figuren?
Dan is er minder kans op eventuele misverstanden.
Groet, Jaap
pien op 06 juli 2023 om 12:43
hee hoi normaal gezien is Tot = Ek als een voorwerp simpelweg beweegt in een horizontale richting, en Wtot= Ek +Ez als een voorwerp verplaatst in richting en in hoogte?
Theo de Klerk op 06 juli 2023 om 13:06
Energie is de som van alle soorten energie - en dat is soms afhankelijk van het voorwerp.
Een magnetisch gevoelig object krijgt meer/minder energie in een magneetveld. Een houten voorwerp niet (noemenswaard). Een voorwerp met massa krijgt meer/minder energie in een zwaartekrachtveld. 

Dus voor een voorwerp met massa (alles, behalve lichtfotonen): bewegen verandert de kinetische energie. Omhoog/omlaag in een zwaartekrachtveld verandert de zwaarte-energie. De totale energie van dat voorwerp is de som van beide.

Dus ja, Etot = Ekin + Ezw  . Altijd voor massa's. Maar een van beide kan ook nul zijn (Ekin = 0 als snelheid 0 m/s is,  Ezw = 0 afhankelijk van waar je de 0-lijn legt en als de massa zich daarop bevindt - zoals op de grond)
Jaap op 06 juli 2023 om 14:59
Dag Pien,
Neem een voorwerp met een massa m en een snelheid v.
De totale energie van het voorwerp is Etot=Ek+Ep

Ek=½·m·v² is de kinetische energie of bewegingsenergie van het voorwerp

Ep is de potentiële energie van het voorwerp. Er zijn verschillende soorten potentiële energie, zoals zwaarte-energie, veerenergie en elektrische energie.
Met welke soort(en) potentiële energie je te maken hebt, hangt af van de opgave.
Hieronder staat een verwijzing naar drie relevante examenopgaven vwo.

Geen opgave over elektriciteit? Dan geen elektrische energie.
Geen verend ding dat wordt vervormd? Dan geen veerenergie.
Geen beweging schuin of recht omhoog of omlaag? Dan geen zwaarte-energie.
In de voorbeelden hieronder nemen we aan dat er geen wrijving of weerstandskracht is en geen blijvende vervorming van een verend voorwerp.

Voorbeeld 1
Een fietser rijdt steeds sneller op een horizontale weg doordat je er met een touw aan trekt.
De totale energie van de fietser is Etot=Ek=½·m·v², zoals je al schreef.
De totale energie van de fietser neemt toe, doordat de spankracht van het touw positieve arbeid op de persoon verricht.

Voorbeeld 2
Een wagen zonder motor of rem rijdt rijdt steeds sneller langs een helling omlaag.
De totale energie van de wagen is Etot=Ek+Ep=½·m·v²+m·g·h
De totale energie van de wagen heet in zo'n geval ook wel mechanische energie.
De totale energie van de wagen is constant. De wagen krijgt er evenveel kinetische energie bij als hij aan zwaarte-energie verliest.

Voorbeeld 3
Op een horizontale vloer beweegt een blok heen en weer door de veerkracht van een spiraalveer die aan de muur vastzit.
De totale energie van het blok is Etot=Ek+Ep=Ek+Eveer=½·m·v²+½·C·u²
De totale energie van het blok heet in zo'n geval ook wel mechanische energie.
De totale energie van het blok is constant.
Terwijl het blok snelheid wint, krijgt het er evenveel kinetische energie bij als het aan veerenergie verliest.
Terwijl het blok snelheid verliest, verliest het evenveel kinetische energie als het aan veerenergie wint.

Voorbeeld 4
Een leerling maakt een bungee-jump en beweegt op en neer.
De totale energie van de leerling is Etot=Ek+Ep=Ek+(Ez+Eveer)

En hoe zit het met de arbeid W?
Je vraagt: 'Wtot=Ek+Ez als een voorwerp verplaatst in richting en in hoogte?'
Nee, zo is het niet.
Beter zou al zijn Wtot=ΔEk+ΔEz. Want dat is wat arbeid doet: de energie van het voorwerp veranderen. Maar zo is het nog niet helemaal goed.

Binas tabel 35A4 geeft de 'wet van arbeid en energie': Wtot=ΔEk. Dit is ook goed als het voorwerp omhoog of omlaag gaat, en ook als er wrijving of een weerstandskracht is.
Wtot is de totale arbeid van alle krachten samen die op het voorwerp werken.
De zwaartekracht op het voorwerp verricht ook arbeid W=Fz·(hbegin–heind)=–m·g·Δh
Die arbeid zit al in Wtot, dus met Wtot=ΔEk+ΔEz doe je het dubbel-op.
Je kunt die m·g·Δh=ΔEz apart nemen.
Bij voorbeeld als er ook de spankracht van een touw op het voorwerp werkt:
Wspan=ΔEk+ΔEz is goed, maar Wtot=ΔEk+ΔEz is niet goed.

Hier is aangenomen:
• er werkt geen wrijving of weerstandskracht
• er wordt geen ding blijvend vervormd
• er is geen elektrische kracht van belang
• het voorwerp wordt niet heter of kouder en verandert niet van vorm of grootte
• het voorwerp beweegt veel langzamer dan licht in vacuüm
• geen kernreacties of andere narigheid

Examenopgave vwo met kinetische energie, zwaarte-energie, veerenergie
Opgave Bungee-trampoline, vraag 16 en 21
https://nvon.nl/examen/examen-2011-1-vwo-natuurkunde

Opgave Jumper, vraag 4
https://nvon.nl/examen/examen-1994-1-vwo-natuurkunde

Opgave Het springende poppetje, vraag 2 en 3
https://nvon.nl/examen/examen-1988-1-vwo-natuurkunde

Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft vijfentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)