Energie: zwaarte-energie en bewegingsenergie
Bijles NaSk VMBO
Wat is zwaarte- en bewegingsenergie?
Bewegingsenergie wordt ook wel de kinetische energie genoemd en wordt daarom afgekort met Ek. Het is de energie die een bewegend voorwerp heeft. De formule hiervoor is:
Ek = ½ x m x v2
Hierbij is Ek de bewegingsenergie in joule (J).
m is de massa van het voorwerp in kilogram (kg).
v is de snelheid van het voorwerp in meter per seconde (m/s).
Je kunt uit deze formule afleiden dat een grotere massa en hogere snelheid van een voorwerp tot een grotere hoeveelheid kinetische energie leiden.
De zwaarte-energie (Ez) is een vorm van energie die een voorwerp heeft ten gevolge van zijn massa en hoogte. De formule hiervoor is:
Ez = m x g x h.
Ez is de zwaarte-energie in joule (J).
m is de massa van het voorwerp in kilogram (kg).
g is de versnelling van de zwaartekracht in meter per seconde kwadraat (10 m/s2).
h is de hoogte waarop het voorwerp zich bevindt in meter (m).
NaSk 1 examen
Als je een bal vanaf het dak van een flat loslaat en deze vervolgens naar beneden valt, dan wordt tijdens de val de zwaarte-energie omgezet in kinetische energie. Bij aankomst beneden is de zwaarte-energie volledig omgezet in kinetische energie. De totale hoeveelheid energie is op elk moment hetzelfde: Etotaal = Ek + Ez. Er kan immers niet zomaar energie verloren gaan volgens de wet van behoud van energie.
Voorbeeldvraag:
Een bal van 5,0 kilogram wordt vanaf 20 meter hoogte losgelaten en valt recht naar beneden. Wat is de maximale valsnelheid die wordt bereikt?
Antwoord: 20 m/s
Uitwerking:
Ez = Ek
m x g x h = 0,5 x m x v2, omdat de massa aan beide kanten staat mag deze worden weggelaten. De formule wordt dan: g x h = 0,5 x v2
v2 = (g x h) / 0,5 = (10 x 20) / 0,5 = 400
