Project natuurkunde 2TL
Dit is een module in de reeks projecten, ontworpen en vorm gegeven door de docenten van de Ronerborg.
In deze module ga je leren wat natuurkunde is en welke verschijnselen natuurkundige verschijnselen zijn. Ook ga je leren werken met formules en ga je een vaste methode gebruiken om antwoord te geven op natuurkundige sommen. Natuurkunde is ook proefjes doen om te kunnen aantonen dat bepaalde veronderstellingen waar zijn of om uit te vinden hoe iets werkt.
Leerdoelen:
- Ik weet wat natuurkunde is en wanneer iets tot de natuurkunde behoort.
- Ik weet wanneer verschijnselen natuurkundig zijn en kan hier voorbeelden van noemen.
- Ik weet wat de BINAS is en hoe ik de BINAS kan gebruiken voor natuurkunde.
- Ik weet wat een grootheid is en wat een eenheid is. Ook ken ik de grootheden, eenheden en hun symbolen uit de tabel van opdracht 4.
- Ik kan rekenen met voorvoegsels.
- Ik weet hoe ik de formules voor het uitrekenen van rendement, snelheid, dichtheid en energie moet gebruiken.
- Ik kan volgens het GGORIA model een natuurkundig vraagstuk oplossen.
- Ik kan door voorgeschreven proeven te doen natuurkundige gegevens verzamelen en verwerken.
1. Wat is natuurkunde?
Natuurkunde of fysica is een wetenschap die algemene eigenschappen van materie, straling en energie onderzoekt. Zoals kracht, evenwicht en beweging, fasen en faseovergangen, straling, warmte, licht, geluid, magnetisme en elektriciteit.
Zo kan de natuurkunde proberen stoffen te scheiden in verschillende stoffen. Bijvoorbeeld met behulp van een filter de groene kleurstof uit een spinazieblad halen.
Ook kan je met natuurkunde formules allerlei dingen berekenen. Bijvoorbeeld als je de afstand weet die de fietser afgelegd heeft en de tijd die hij erover gedaan heeft kan je uitrekenen wat zijn gemiddelde snelheid is geweest.
Je kan uitrekenen hoe veel elektriciteit je nodig hebt om een lampje te laten branden. Of je kan uitrekenen hoeveel weerstand een elektrisch apparaat geeft en bij welke hoeveelheid stroom het kapot gaat.
Krachten, beweging, warmte en warmteoverdracht, geluid en andere natuurkundige verschijnselen kunnen vaak worden verklaard aan de hand van natuurkundige wetten. Ooit is er een wetenschapper geweest die een verband ontdekt en onderzocht heeft en daar een conclusie uit getrokken. Daardoor weten we nu hoe zwaartekracht werkt en hoe we de valversnelling kunnen berekenen. Hoe we elektriciteit kunnen meten en regelen en hoe het bijvoorbeeld kan dat een voorwerp blijft drijven of dat het zinkt.
wet van behoud van energie
Natuurkundewetten
Opdracht 1 Wat is natuurkunde?
Schrijf de antwoorden in je schrift.
1a. Wat is een ander woord voor natuurkunde?
1b. Wanneer is iets een natuurkundig verschijnsel?
1c. Zoek 3 namen op van belangrijke natuurkundige wetenschappers van vroeger en beschrijf wat ze hebben ontdekt of uitgevonden.
1d. Zoek 5 belangrijke natuurkundewetten op. Beschrijf ook waar ze over gaan. Gebruik hiervoor google.
1e. Neem de tabel over en zet een kruisje in het goede vak.
|
|
natuur
kunde
|
schei
kunde
|
bio
logie
|
|
Röntgenstraling voor het maken van een röntgenfoto
|
|
|
|
|
Een gebroken bot
|
|
|
|
|
Haar wat omhoog staat door statische elektriciteit
|
|
|
|
|
De verbranding van benzine in een motor
|
|
|
|
|
De snelheid van de auto
|
|
|
|
|
het groeien van een baby in de buik
|
|
|
|
|
Het oplossen van suiker in de thee
|
|
|
|
|
Een schok krijgen van het schrikdraad
|
|
|
|
|
De kracht van water wat van een waterval af stroomt
|
|
|
|
|
De bastonen in de muziek
|
|
|
|
|
Het koken van water
|
|
|
|
|
Het koken van een ei
|
|
|
|
2. Wat is dan allemaal natuurkundig?
Beweging en kracht
Grootheid: Kracht (F) Eenheid: Newton (N)
Grootheid: snelheid Eenheid: m/s of km/h
Grootheid: afstand Eenheid: meter
Grootheid: tijd Eenheid: seconde
Snelheid = afstand / tijd.
Geluid
geluidsgolven
Grootheid: geluidssterkte Eenheid: decibel (dB)
Grootheid: frequentie Eenheid: Hertz (Hz)
faseovergangen
gasvormig - vloeibaar - vast
smelten stollen
condenseren verdampen
sublimeren rijpen
Energie
elektriciteit
kinetische energie
stralingsenergie
warmte
zwaarte-energie
chemische energie
Licht, breking en beeld
wit licht
lenzen, bolle lens/holle lens
rood, oranje, geel, groen, blauw, violet
infra rood / ultra violet
Elektriciteit
Grootheid: Spanning (U) Eenheid: Volt (V)
Grootheid: Stroomsterkte (I) Eenheid: Ampère (A)
Grootheid: Vermogen (P) Eenheid: Watt
Grootheid: Weerstand Eenheid: Ohm (Ω)
U = I x R
Dichtheid
Grootheid: dichtheid (ρ ) Eenheid: g/cm3
Grootheid: massa (m) Eenheid: gram
Grootheid: Volume (V) Eenheid: cm3 of Liter
ρ = m / V
Rendement
Rendement = nuttige energie / totale energie * 100%
Rendement = Eaf / Eop * 100%
Grootheid: Energie Eenheid: Joule of kW/h
Straling
Straling
Barometer
Luchtdruk
Grootheid: Luchtdruk Eenheid: Pascal of Bar
Dit zijn slechts een aantal van alle natuurkundige zaken. Er zijn er nog veel meer.
Opdracht 2. Natuurkundige begrippen.
Zoek de antwoorden op en schrijf ze in je schrift. Gebruik internet/google
2a. Wat is een vector?
2b. Wat geef je weer in hertz en wat geef je weer in decibel?
2c. Wat is een faseovergang van stoffen?
2d. Schrijf 6 vormen van energie op.
2e. In welke kleuren valt wit licht uiteen als het door een prisma straalt?
2f. Hoe noem je een beweging of stroming van elektronen?
2g. Wat is de dichtheid van water?
2h. Bij omzetting van energie komt er behalve de gewenste vorm van energie vaak ook nog een andere vorm van energie vrij. Welke vorm is dat?
2i. Wat is de belangrijkste energieleverancier van stralingsenergie aan de wereld?
2j. Hoe noemen we de luchtstroom die van een hoge drukgebied naar een lagedruk gebied gaat?
2k. Wat is de gemiddelde luchtdruk op aarde?
2l. Waarom zie je bij onweer eerst de flits en hoor je een paar tellen later pas de donder?
3. de BINAS
De BINAS
Kleurtjes
BINAS is opgedeeld in verschillende secties met een eigen kleur, die je helpen om snel te vinden wat je zoekt.
- Roze: Algemeen
- Blauw: Natuurkunde
- Bruin: Wiskunde
- Rood: Scheikunde
- Groen: Biologie
Voor natuurkunde heb je (meestal) het blauwe gedeelte nodig.
Iets opzoeken in BINAS
Door vaak iets op te zoeken leer je op een gegeven moment waar je de belangrijkste gegevens kunt vinden in BINAS. Daarnaast is ook belangrijk om een stappenplan in je hoofd te hebben als je niet weet waar iets staat:
- Gaat het over het omrekenen van eenheden: Kijk in het roze gedeelte (tabel 1 t/m 5).
- Gaat het over een eigenschap van een bepaalde stof: Kijk in tabel 15/16/17.
- In alle andere gevallen: Kijk in de index (register).
Formules
Ook alle formules die je bij natuurkunde nodig hebt vind je in BINAS (tabel 7 t/m 12). Maar vertrouw hier niet te veel op. Aan een formule heb je niet zoveel als je niet weet wat het precies betekent en in welke situatie je de formule mag toepassen. Bovendien zou het veel te veel tijd kosten als je elke formule in BINAS zou moeten opzoeken tijdens een toets of examen. Het is veel beter als je de formules gewoon kent doordat je ze vaak gebruikt hebt bij het maken van oefenopgaven.
Opdracht 3. de BINAS
Vraag je docent om een papieren versie van de BINAS.
Zoek de volgende dingen op in de binas.
Schrijf de antwoorden in je schrift.
Noteer achter het antwoord het registernummer of schemanummer en de titel van het register/schema waar je het gevonden hebt.
3a. De eenheid van radioactiviteit.
3b. De afgeronde waarde van pi.
3c. De dichtheid bij kamertemperatuur van goud.
3d. Het symbool van een diode. (die wordt gebruikt in elektrische schakelingen)
3e. De formule van elektrische weerstand.
3f. De terugkaatsingswet van licht.
3g. Het kookpunt van de vloeistof zwavelzuur.
3h. De verbrandingswarmte van propaan.
3i. Maximale blootstelling aan een geluidssterkte van 100 dB.
3j. Het veiligheidspictogram voor oogbescherming verplicht.
3k. De luchtdruk in hPa op 5 km hoogte.
3l. Welke grootheid geef je aan in ohm Ω
4. Grootheden & Eenheden
Om te kunnen aangeven wat we willen meten zijn er grootheden. Een grootheid is iets dat we kunnen meten. Bijvoorbeeld tijd, afstand, massa, kracht, vermogen, enzovoort.
Om grootheden te kunnen uitdrukken gebruiken we eenheden. Een eenheid is dus iets waarin je een grootheid kan uitdrukken. Bijvoorbeeld seconde, meter, kilogram, Newton, Watt, enzovoort.
Elke grootheid heeft zijn eigen eenheid of eenheden.
Grootheden en eenheden hebben elk hun eigen symbool. Soms is dit symbool een afkorting van het woord. Zoals km voor kilometer of h voor uur. (het Engelse hour) Soms is het een tekentje die iedereen in de natuurkunde herkent. Zoals Ω voor Ohm, de eenheid van elektrische weerstand
of ρ wat rho betekent en de grootheid dichtheid is.
In de Binas kan je verschillende grootheden en de bijbehorende eenheden vinden. Toch is het zinvol om de belangrijkste grootheden en eenheden uit je hoofd te leren. Het kost op een proefwerk of examen gewoon te veel tijd om dat allemaal op te zoeken. Door veel te oefenen met de grootheden, eenheden en formules ga je ze goed kennen en zijn ze gemakkelijk te gebruiken.
Maak opdracht 4, de tabel met grootheden, symbolen, eenheden en symbolen en leer deze goed!
Opdracht 4. Grootheden/eenheden tabel
Neem de tabel over in je schrift.
Vul de ontbrekende gegevens in. Gebruik de BINAS.
|
|
grootheid
|
symbool
|
Eenheid
|
symbool
|
|
1
|
tijd
|
|
|
|
|
2
|
|
|
meter
|
|
|
3
|
|
F
|
|
|
|
4
|
massa
|
|
|
|
|
5
|
|
|
ampère
|
|
|
6
|
|
U
|
|
|
|
7
|
elektrische weerstand
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
m/s
|
|
9
|
|
E
|
|
|
|
10
|
vermogen
|
|
|
|
|
11
|
|
ρ (rho)
|
|
|
|
12
|
volume
|
|
|
|
|
13
|
|
|
hertz
|
|
|
14
|
geluidssterkte
|
|
|
|
|
15
|
|
|
|
Ah
|
5. Voorvoegsels.
Getallen kunnen heel snel te groot of te klein worden om goed mee te kunnen werken. In het metrieke stelsel maken we daarom gebruik van voorvoegsels.
Wat betekenen die voorvoegsels?
milli = duizendste 0,001 (m)
centi = honderdste 0,01 (c)
deci = tiende 0,1 (d)
deca = tien 10 (da)
hecto = honderd 100 (h)
kilo = duizend 1000 (k)
DUS:
Millimeter = 1 duizendste meter
Centiliter = 1 honderdste liter
Deci Ohm = 1 tiende Ohm
Een gram is gewoon een gram
Decagram = tien gram
Hectometer =honderd meter
1 kilo appels=duizend appels!
• Mega = miljoen ( 6 nullen: 1.000.000)
• Giga = miljard ( 9 nullen: 1.000.000.000)
•
• Micro = miljoenste ( 0,000.000.1)
• Nano = miljardste ( 0,000.000.000.1)
Omrekenen.
Hoe ga je van het ene naar het andere voorvoegsel?
Dit omrekenen moet je goed oefenen, dan kan je het heel snel toepassen.
Wat je verder nog moet weten:
Als je stappen maakt in vierkante2 dan vermenigvuldig of deel je met 100
Als je stappen maakt in kubieke3 dan vermenigvuldig of deel je met 1000
Ook handig om te weten:
1 ml = 1 cm3
1 liter = 1 dm3
1000 liter = 1 m3
van sec naar h = :3600
van h naar sec = x3600
van min naar h = :60
van h naar min= x 60
van sec naar min = :60
van min naar sec = x60
van m/s naar km/h x 3,6
van km/h naar m/s : 3,6
Opdracht 5 rekenen met voorvoegsels.
Maak de drempeltoets 'rekenen met voorvoegsels' tot je hiervoor geslaagd bent.
Je mag een rekenmachine gebruiken.
Ga naar Its Learning.
Onder bronnen, project natuurkunde, vind je de drempeltoets rekenen met voorvoegsels.
6. Formules.
In de natuurkunde werken we veel met formules. Ook formules kan je vinden in de BINAS, maar vaak kost het te veel tijd om op te zoeken, en wat heb je aan een formule als je niet weet wat je ermee kan doen.
Voor we naar formules gaan kijken eerst een paar opmerkingen.
- In de natuurkunde wordt een . ook wel als vermenigvuldigingsteken gebruikt.
In plaats van l x b x h wordt dus ook wel l . b . h geschreven. In de binas kom je dit regelmatig tegen.
- Schrijf achter je eindantwoord altijd een eenheid! Dan weet iedereen waar je het over hebt.
We gaan met een aantal formules aan de slag.
Gemiddelde snelheid.
Als je wil weten hoe snel een voorwerp van A naar B is gegaan kan je de gemiddelde snelheid uitrekenen. Het is een gemiddelde snelheid, omdat het voorwerp niet constant even snel gaat. Het kan bijvoorbeeld moeten starten vanuit stilstand, of onderweg iets tegen komen waardoor het even snelheid moet minderen of juist even sneller gaat.
De grootheid die we willen weten is dus de gemiddelde snelheid (v). De eenheid waarin deze wordt uitgedrukt is meter per seconde (m/s) of kilometer per uur (km/h)
Om dit te berekenen hebben we twee gegevens nodig.
De afstand of afgelegde weg(s). Uitgedrukt in meter (m) of kilometer (km)
De tijd (t). De verstreken tijd tussen het begin en het einde. Uitgedrukt in seconden (s) of uren (h van het Engelse woord hour)
De formule om de gemiddelde snelheid uit te rekenen is:
v = s / t
In woorden staat hier: Snelheid is afgelegde weg gedeeld door tijd.
Als je een antwoord in m/s hebt en je wil hier graag km/h van maken, dan vermenigvuldig je het antwoord met 3,6
Snelheid in m/s x 3,6 = km/h
Als je een antwoord hebt in km/h en je wil hier graag m/s van maken, dan deel je het antwoord door 3,6
Snelheid in km/h / 3,6 = m/s
Rendement
Als je energie omzet gaat er altijd energie verloren aan een bijeffect. Zo komt bij de omzetting van elektrische energie naar stralingsenergie niet alleen licht (straling) vrij, maar ook warmte.
Een LED lamp levert meer licht dan warmte. Bij een gloeilamp gaat er veel energie verloren doordat er ongewenst veel warmte vrij komt en maar weinig licht.
We kunnen uitrekenen hoe veel procent van de energie besteed is aan hetgeen we willen hebben. Hoe minder energie naar de ongewenste bijeffecten gaat, hoe hoger de gewenste opbrengst dus het rendement is. Rendement drukken we uit in procent ( % )
De energie drukken we uit in Joule (J)
De totale energie voor de omzetting (Eop ) en de nuttige energie na de omzetting (Eaf) drukken we uit in Joule.
De formule voor het uitrekenen van rendement is:
Rendement = Eaf / Eop x 100%
In woorden staat hier:
Rendement = nuttige energie na de omzetting / totale energie voor de omzetting . 100 %
Energie
Je kan uitrekenen hoe veel energie een elektrisch apparaat verbruikt.
We kunnen dit uitrekenen in J en in kWh.
De eenheid van vermogen (P) is Watt (W). Watt is een verkorte schrijfwijze voor Joule per seconde. 1 W = 1 J/s
Om het verbruik van elektrische energie te kunnen weergeven wordt ook wel kWh gebruikt. Dit staat voor kiloWatt per uur.
Om Energie uit te kunnen rekenen hebben we twee gegevens nodig.
Het vermogen, P, uitgedrukt in Watt of kiloWatt.
En de tijd t, uitgedrukt in seconden (sec) of uren (h)
De formule om Energie uit te rekenen is:
E = P x t
In woorden staat hier: Energie is vermogen keer tijd.
Wil je een antwoord in Joule, dan gebruik je de eenheden Watt en seconde.
Wil je een antwoord in kWh, dan gebruik je de eenheden kiloWatt en uur.
Dichtheid
Hoe zwaar een voorwerp is hangt af van de afmetingen van dat voorwerp. Ook de stof waarvan een blokje gemaakt is heeft invloed op de massa.
De massa van 1 cm3 van de stof heet de dichtheid.
In de natuurkunde wordt dichtheid aangegeven met de Griekse letter ρ (spreek uit als Rho)
Om de dichtheid te kunnen berekenen hebben we twee gegevens nodig:
De massa m in gram of kilogram.
Het volume in cm3.
De massa kan je bepalen door het voorwerp op een weegschaal te leggen.
Het volume (V) van een rechthoekig voorwerp kan je meten.
Als je de lengte x breedte x hoogte doet, dan heb je het volume. (in cm3 of m3)
Bij een niet rechthoekig voorwerp kan je de dompelmethode gebruiken. Je dompelt het voorwerp onder in water en kijkt hoe veel ml het water stijgt. 1 ml = 1 cm3
Hier is het volume dus 20 cm3
De formule om dichtheid uit te rekenen is:
ρ = m / V
In woorden staat hier: dichtheid (Rho) is massa gedeeld door volume.
Opdracht 6, werken met formules.
Beantwoord de volgende vragen in je schrift.
Gebruik de BINAS indien nodig.
6a. Zoek de formules op om de volgende natuurkundige grootheden te kunnen berekenen.
- Vermogen van elektriciteit
6b. Je wil de druk (p) uitrekenen. Je weet dat de kracht (F) 250 Newton is en de oppervlakte (A) 40 m2
Wat is de druk? Schrijf je berekening erbij en een eenheid achter je antwoord.
6c. Je wil de kracht (F) uitrekenen. Je weet dat de versnelling (a) 5 m/s2 is en
de massa 65 kg.
Wat is de kracht? Schrijf je berekening erbij en een eenheid achter je antwoord.
6d. Je wil de weerstand uitrekenen. Je weet dat de elektrische stroom 15 ampère is en de elektrische spanning 24 volt.
Wat is de weerstand? Schrijf je berekening erbij en een eenheid achter je antwoord.
7. Een vraagstuk oplossen aan de hand van GGRIA.
Om op een goede natuurkundige manier een vraagstuk op te lossen gebruiken we het GGORIA model.
Elk vraagstuk los je op aan de hand van dit model! Je schrijft het altijd helemaal uit!
Gevraagd
Gegeven
Oplossing - Regel
Invullen
Antwoord
Gevraagd: Hier schrijf je welke grootheid je gaat berekenen.
Gegeven: Hier schrijf je de gegevens die je in de opgave gevonden hebt op. Indien nodig reken je ze ook gelijk om naar de eenheid die je nodig hebt.
Oplossing: - Regel: Hier schrijf je de formule die je gaat gebruiken.
Invullen: Je vult de gegevens (in cijfers) die je hebt in de formule in.
Antwoord: Je schrijft hier je antwoord op met een eenheid om aan te geven waar het over gaat. Eventueel reken je het antwoord om naar hetgeen er gevraagd wordt.
Schrijf altijd alles helemaal uit en wordt daar niet lui in!
Voorbeeld:
Ryan is bijna te laat voor school. Hij springt op zijn fiets en fietst de 2 kilometer die hij moet fietsen naar school in 4 minuten. Hierdoor is hij nog net op tijd! Wat was zijn gemiddelde snelheid?
Gevraagd: gemiddelde snelheid
Gegeven: afstand (s) = 2 km = 2000 m.
tijd (t) = 4 minuten = 240 s.
Oplossing: Regel: v = s / t
Invullen: v = 2000 / 240
Antwoord: v = 8,33 m/s x 3,6 = 30 km/h
Opdracht 7. GGRIA oefenvragen.
Gebruik voor het oplossen van de vraagstukken de formules die besproken zijn in basisstof 6.
Schrijf de antwoorden in je schrift. Schrijf elke opgave helemaal uit.
7a. Een hardloper loopt 10 km in 3 kwartier. Om een goed hardloopschema te kunnen maken wil de hardloper zijn gemiddelde snelheid per uur weten.
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd:
Gegeven: afgelegde weg (s)= km = m.
tijd (t)= kwartier = sec.
oplossing: Regel:
Invullen:
Antwoord:
7b. Een blokje ijzer weegt 39,35 g
Het blokje ijzer heeft een volume is 5 cm3
Wat is de dichtheid van dit blokje ijzer?
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd:
Gegeven:
Oplossing: Regel:
Invullen:
Antwoord:
7c. Deze waterkoker staat per dag een half uur aan. Hoe veel verbruikt de waterkoker in september aan energie?
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd:
Gegeven:
Oplossing: Regel:
Invullen:
Antwoord:
7d. Een kip krijgt lekker kippengraan te eten. De boer stopt er aan graan 3400 J in. Opeens komt er een vos en de kip rent voor haar leven! Ze gebruikt 1020 J om te rennen. De rest van de energie gaat verloren aan warmte. Ze is sneller dan de vos en blijft leven! Wat is het rendement van het graan van de boer?
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd:
Gegeven:
Oplossing: Regel:
Invullen:
Antwoord:
Nog een heel aantal vraagstukken. Los ze op met GGRIA.
LET OP!!! Schrijf het allemaal helemaal uit! Denk aan omrekenen van grootheden waar nodig en het gebruik van eenheden.
7e. Stukje schuimrubber van 7 cm breed, 14 cm lang en 7 cm hoog.
Het stukje weegt 17,15 gram.
Wat is de dichtheid?
7f. Het circuit van Zandvoort is 4,3 km.
De snelste rondetijd 1.24 min.
Wat is de gemiddelde snelheid in km/h?
7g. In het tekenlokaal branden tl- lampen. Het moet immers goed verlicht worden.
Voor elke lamp wordt 500 kJ aan energie gebruikt. Hiervan wordt 325 kJ omgezet in licht, de rest zorgt ervoor de het lokaal warmer wordt.
Wat is het rendement van de lampen?
7h. Twee gezinnen hebben elk een nieuwe televisie gekocht.
Gezin A kijkt per dag gemiddeld4 uurnaar Goede tijden, slechte tijden, Spangas, Onderweg naar morgen, Vrouwenvleugel, Barbies bruiloft enz. Daarom hebben zij een LED tv gekocht.
Gezin B kijkt vooral naar het journaal, Sportwedstrijden, De wereld draait door en natuurprogramma’s. Dit doen zij gemiddeld 180 minuten per dag. Zij hebben een plasma tv gekocht, want die geeft mooier beeld.
Wat is het gemiddelde energieverbruik van de televisies? Welk gezin gebruikt het minste energie voor de televisie?
7i. Wat is de dichtheid van deze steen?
De trajectcontrole meet de snelheid van een auto.
Dit doet hij door 2 keer te meten. Op punt A en punt B.
De afstand tussen punt A en punt B is 500 meter
De auto doet 25 sec. over dat stuk.
De maximale toegestane snelheid daar is 80 km/h.
Krijgt de automobilist een boete?
7k. Een wielrenner rijdt een wegparcours van 4,2 km. Hij doet hier 6,3 minuten over. Wat is zijn gemiddelde snelheid in km/h?
7l. Een inductiekookplaat werkt met magnetisme. We gaan een liter water 10 graden verwarmen op de kookplaat. Hiervoor is 41,9 kJ aan energie gebruikt. De inductiekookplaat heeft voor dit proces 46,5 kJ aan energie nodig gehad.
Wat is het rendement van de inductiekookplaat?
7m. Een paard krijgt een emmer water van 10 liter voorgezet. Hier drinkt hij precies 5 liter van op. De massa van het opgedronken water is 5 kg.
Wat is de dichtheid van het water in de emmer?
7n. Ryan rent door de school, hij is bijna te laat. De afstand tussen de garderobe en het lokaal is 135 meter. Hij doet hier 34 seconde over. Wat is zijn gemiddelde snelheid in km/h?
7o. Er zijn gaatjes geboord in de muur. De boormachine heeft een vermogen van 800 W. Er worden 10 gaatjes geboord en elk gaatje kostte 15 seconde om te boren. Behalve het laatste gaatje, die duurde 20 seconden. Hoe veel energie heeft de boormachine verbruikt voor de 10 gaatjes?
8. Natuurkundige proeven.
Bij de natuurkunde moet je gegevens verzamelen over iets wat je wil uitrekenen of een stelling of hypothese die je wil onderzoeken. Het verzamelen van die gegevens doe je door proeven te doen.
Vaak heb je meerdere meetgegevens nodig om tot een gemiddelde te komen. Daardoor kan het noodzakelijk zijn om je proef verschillende keren te herhalen onder zo veel mogelijk dezelfde condities. Je kan je voorstellen als je de gemiddelde snelheid van fietsers over een bepaald traject wilt berekenen, dat de metingen heel anders worden bij storm en tegenwind, dan bij mooi windstil weer.
Je kan de gegevens die je verzameld het beste in een tabel zetten. Dan weet je precies wat je gedaan hebt en hoe vaak.
Let bij het doen van proeven altijd op de volgende zaken:
- Veiligheid. Alles wat je doet moet wel veilig zijn voor jou en anderen om je heen.
- Weet wat je gaat doen en voor de proef zo nauwkeurig mogelijk uit.
- Schrijf je verkregen gegevens netjes en overzichtelijk op.
- Werk je gegevens netjes uit om het resultaat van je proef goed weer te geven.
Opdracht 8. Natuurkundige practica
8a.
- Zet buiten een vlakke, rechte baan uit van 100 meter.
- Verzin 4 verschillende manieren om de baan over te gaan. Denk bijvoorbeeld aan: wandelend, rennend, met een fiets, met een skatebord, achteruit lopend, met een springstok enz.
- maak hiervan een tabel.
Voorbeeld:
|
Skateboard Tijd in seconden
|
|
naam :
|
1
|
2
|
3
|
4
|
gemiddelde tijd
|
|
leerling 1
|
|
|
|
|
|
|
leerling 2
|
|
|
|
|
|
|
leerling 3
|
|
|
|
|
|
|
leerling 4
|
|
|
|
|
|
- Neem van elke poging de tijd op met een stopwatch en noteer deze in de tabel.
- Zoek contact met 3 klasgenoten die op dezelfde manier over de 100 m. baan gegaan zijn en schrijf hun gemiddelde tijd ook in de tabel.
- Bereken van elke leerling de gemiddelde snelheid met die manier van verplaatsen. In m/s en in km/h
- Herhaal dit met een andere manier van verplaatsen. Tot je 4 verschillende manieren hebt gedaan.
- Welke manier was het snelst? Hoeveel km/h ging je dan?
8b.
- Bereken van minimaal 10 voorwerpen de dichtheid. Gebruik hiervoor voorwerpen uit de bakken.
- Pak zelf nog 5 voorwerpen waarvan je de dichtheid gaat berekenen.
- Maak een tabel waarin je de massa, het volume en de dichtheid van elk voorwerp schrijft.
- Geef van elk voorwerp aan of je denkt dat het drijft of dat het zinkt in een bak met water. Gebruik hiervoor de gegevens die je verzameld hebt in je tabel.
- Test van elk voorwerp of je gelijk hebt door het in een bak met water te doen. Had je geen gelijk? Ga dan na waarom je geen gelijk hebt.
Antwoorden Natuurkunde
Opdracht 1 Wat is natuurkunde?
1a. Wat is een ander woord voor natuurkunde?
fysica
1b. Wanneer is iets een natuurkundig verschijnsel?
Natuurkunde houdt zich bezig met processen waarbij de stoffen niet veranderen.
1c. Zoek 3 namen op van belangrijke natuurkundige wetenschappers van vroeger en beschrijf wat ze hebben ontdekt of uitgevonden.
https://newscientist.nl/nieuws/de-grootste-natuurkundige-2/
1d. Zoek 5 belangrijke natuurkundewetten op. Beschrijf ook waar ze over gaan.
https://nl.wikipedia.org/wiki/Categorie:Natuurkundige_wet
1e. Zet een kruisje onder het goede vak.
|
|
natuur
kunde
|
schei
kunde
|
bio
logie
|
|
Röntgenstraling voor het maken van een röntgenfoto
|
x
|
|
|
|
Een gebroken bot
|
|
|
x
|
|
Haar wat omhoog staat door statische elektriciteit
|
x
|
|
|
|
De verbranding van benzine in een motor
|
|
x
|
|
|
De snelheid van de auto
|
x
|
|
|
|
het groeien van een baby in de buik
|
|
|
x
|
|
Het oplossen van suiker in de thee
|
x
|
|
|
|
Een schok krijgen van het schrikdraad
|
x
|
|
|
|
De kracht van water wat van een waterval af stroomt
|
x
|
|
|
|
De bastonen in de muziek
|
x
|
|
|
|
Het koken van water
|
x
|
|
|
|
Het koken van een ei
|
|
x
|
|
Opdracht 2. Natuurkundige begrippen.
2a. Wat is een vector?
Een lijnstuk/pijl die een kracht aangeeft.
2b. Wat geef je weer in hertz en wat geef je weer in decibel?
Hertz = frequentie of toonhoogte decibel = geluidssterkte
2c. Wat is een faseovergang van stoffen?
Waarbij een stof over gaat in een andere fase, bijvoorbeeld water wat van ijs (vast) naar vloeibaar gaat heet smelten.
2d. Schrijf 6 vormen van energie op.
Chemische energie
Elektrische energie
Zwaarte energie
Bewegingsenergie
Stralingsenergie
Warmte energie
2e. In welke kleuren valt wit licht uiteen als het door een prisma straalt?
Rood, oranje, geel, groen, blauw, violet
2f. Hoe noem je een beweging of stroming van elektronen?
elektriciteit
2g. Wat is de dichtheid van water?
1 g/cm3
2h. Bij omzetting van energie komt er behalve de gewenste vorm van energie vaak ook nog een andere vorm van energie vrij. Welke vorm is dat?
Warmte energie
2i. Wat is de belangrijkste energieleverancier van stralingsenergie aan de wereld?
De zon
2j. Hoe noemen we de luchtstroom die van een hoge drukgebied naar een lagedruk gebied gaat?
wind
2k. Wat is de gemiddelde luchtdruk op aarde?
De gemiddelde atmosferische druk is 1013 hPa = 1,013 bar = 1 atmosfeer.
2l. Waarom zie je bij onweer eerst de flits en hoor je een paar tellen later pas de donder?
De verplaatsingssnelheid van licht is ongeveer 300.000 km/s en van geluid is 343 m/s of 1234,8 km/h. Geluid is dus veel langzamer.
Opdracht 3. de BINAS
Zoek de volgende dingen op in de binas. Noteer achter het antwoord het registernummer of schemanummer en de titel van het register/schema waar je het gevonden hebt.
3a. De eenheid van radioactiviteit.
Bequerel, schema 6 Enkele grootheden.
3b. De afgeronde waarde van pi.
3,14 schema 1, veel gebruikte waarden.
3c. De dichtheid bij kamertemperatuur van goud.
19,30 g/cm3 schema 15, gegevens van enkele vaste stoffen.
3d. Het symbool van een diode. (die wordt gebruikt in elektrische schakelingen)
schema 14, elektrotechnische symbolen
3e. De formule van elektrische weerstand.
R = U / I schema 12, elektriciteit
3f. De terugkaatsingswet van licht.
i = t schema 11, licht en beeld
3g. Het kookpunt van de vloeistof zwavelzuur.
603 K schema 16, gegevens van enkele vloeistoffen
3h. De verbrandingswarmte van propaan.
0,43 J/g schema 17, gegevens van enkele gassen en dampen
3i. Maximale blootstelling aan een geluidssterkte van 100 dB.
2 uur schema 30, maximale blootstellingsduur
3j. Het veiligheidspictogram voor oogbescherming verplicht.
schema 31, veiligheidspictogrammen
3k. De luchtdruk in hPa op 5 km hoogte.
560 hPa schema 26, luchtdruk en hoogte
3l. Welke grootheid geef je aan in ohm Ω
Elektrische weerstand schema 6, enkele grootheden
Opdracht 4. Grootheden/eenheden tabel
Opdracht 5 rekenen met voorvoegsels.
Je bent geslaagd voor de drempeltoets!
Opdracht 6, werken met formules.
6a. Zoek de formules op om de volgende natuurkundige grootheden te kunnen berekenen.
ρ = m / V
p = F / A
- Vermogen van elektriciteit
P = U x I
P = E / t
R = U / I
F = m x a
6b. Je wil de druk (p) uitrekenen. Je weet dat de kracht (F) 250 Newton is en de oppervlakte (A) 40 m2
Wat is de druk? Schrijf je berekening erbij en een eenheid achter je antwoord.
p = F / A p = 250 / 40 p = 6,25 N/m2
6c. Je wil de kracht (F) uitrekenen. Je weet dat de versnelling (a) 5 m/s2 is en
de massa 65 kg.
Wat is de kracht? Schrijf je berekening erbij en een eenheid achter je antwoord.
F = m x a = 65 x 5 = 325 N
6d. Je wil de weerstand uitrekenen. Je weet dat de elektrische stroom 15 ampère is en de elektrische spanning 24 volt.
Wat is de weerstand? Schrijf je berekening erbij en een eenheid achter je antwoord.
R = U / I R = 24 / 15 R = 1,6 Ω
Opdracht 7. GGRIA oefenvragen.
7a. Een hardloper loopt 10 km in 3 kwartier. Om een goed hardloopschema te kunnen maken wil de hardloper zijn gemiddelde snelheid per uur weten.
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd: gemiddelde snelheid
Gegeven: afgelegde weg (s) = 10 km = 10 000 m.
tijd (t)= 3 kwartier = 2700 sec.
oplossing: Regel: v = s / t
Invullen: v = 10 000 / 2700
Antwoord: v = 3,7 m/s x 3,6 = 13,3 km/h
7b. Een blokje ijzer weegt 39,35 g
Het blokje ijzer heeft een volume is 5 cm3
Wat is de dichtheid van dit blokje ijzer?
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd: dichtheid
Gegeven: massa = 39,35 g
volume = 5 cm3
Oplossing: Regel: ρ = m / V
Invullen: ρ = 39,35 / 5
Antwoord: ρ = 7,87 g/cm3
7c. Deze waterkoker staat per dag een half uur aan. Hoe veel verbruikt de waterkoker in september aan energie?
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd: Energie
Gegeven: P = 2200 W = 2,2 kW
t = 0,5 h
Oplossing: Regel: E = P x t
Invullen: E = 2,2 x 0,5
Antwoord: E = 1,1 kWh per dag. x 30 = 33 kWh
7d. Een kip krijgt lekker kippengraan te eten. De boer stopt er aan graan 3400 J in. Opeens komt er een vos en de kip rent voor haar leven! Ze gebruikt 1020 J om te rennen. De rest van de energie gaat verloren aan warmte. Ze is sneller dan de vos en blijft leven! Wat is het rendement van het graan van de boer?
Vul het GGRIA in en reken waar nodig de gegevens om:
Gevraagd: Rendement
Gegeven: Eaf = 1020 J
Eop = 3400 J
Oplossing: Regel: Rendement = Eaf / Eop x 100%
Invullen: Rendement = 1020 / 3400 x 100 %
Antwoord: Rendement = 30 %
Nog een heel aantal vraagstukken. Los ze op met GGRIA.
LET OP!!! Schrijf het allemaal helemaal uit! Denk aan omrekenen van grootheden waar nodig en het gebruik van eenheden.
7e. Stukje schuimrubber van 7 cm breed, 14 cm lang en 7 cm hoog.
Het stukje weegt 17,15 gram.
Wat is de dichtheid?
Gevraagd: dichtheid
Gegeven: massa = 17,15 g
volume = 7 x 14 x 7 = 686 cm3
Oplossing: Regel: ρ = m / V
Invullen: ρ = 17,15 / 686
Antwoord: ρ = 0,025 g/cm3
7f. Het circuit van Zandvoort is 4,3 km.
De snelste rondetijd 1.24 min.
Wat is de gemiddelde snelheid in km/h?
Gevraagd: gemiddelde snelheid
Gegeven: afgelegde weg (s) = 4,3 km = 4300 m.
tijd (t)= 1.24 m = 84 s
oplossing: Regel: v = s / t
Invullen: v = 4300 / 84
Antwoord: v = 51,19 m/s x 3,6 = 184,28 km/h
7g. In het tekenlokaal branden tl- lampen. Het moet immers goed verlicht worden.
Voor elke lamp wordt 500 kJ aan energie gebruikt. Hiervan wordt 325 kJ omgezet in licht, de rest zorgt ervoor de het lokaal warmer wordt.
Wat is het rendement van de lampen?
Gevraagd: Rendement
Gegeven: Eaf = 325 J
Eop = 500 J
Oplossing: Regel: Rendement = Eaf / Eop x 100%
Invullen: Rendement = 325 / 500 x 100 %
Antwoord: Rendement = 65 %
Gezin A: LED tv. Vermogen 80 WGezin B: Plasma tv Vermogen 120 W
7h. Twee gezinnen hebben elk een nieuwe televisie gekocht.
Gezin A kijkt per dag gemiddeld4 uurnaar Goede tijden, slechte tijden, Spangas, Onderweg naar morgen, Vrouwenvleugel, Barbies bruiloft enz. Daarom hebben zij een LED tv gekocht.
Gezin B kijkt vooral naar het journaal, Sportwedstrijden, De wereld draait door en natuurprogramma’s. Dit doen zij gemiddeld 180 minuten per dag. Zij hebben een Plasma tv gekocht.
Wat is het gemiddelde energieverbruik van de televisies? Welk gezin gebruikt het minste energie voor de televisie?
Gevraagd: Energie familie A
Gegeven: P = 80 W = 0,08 kW
t = 4 h
Oplossing: Regel: E = P x t
Invullen: E = 0,08 x 4
Antwoord: E = 0,32 kWh
Gevraagd: Energie familie B
Gegeven: P = 120 W = 0,12 kW
t = 180 min = 3 h
Oplossing: Regel: E = P x t
Invullen: E = 0,12 x 3
Antwoord: E = 0,36 kWh
Familie A verbruikt de minste energie per dag.
7i. Wat is de dichtheid van deze steen?
Gevraagd: dichtheid
Gegeven: massa = 32 g
volume = 20 ml = 20 cm3
Oplossing: Regel: ρ = m / V
Invullen: ρ = 32 / 20
Antwoord: ρ = 1,6 g/cm3
7j. De trajectcontrole meet de snelheid van een auto.
Dit doet hij door 2 keer te meten. Op punt A en punt B.
De afstand tussen punt A en punt B is 500 meter
De auto doet 25 sec. over dat stuk.
De maximale toegestane snelheid daar is 80 km/h.
Krijgt de automobilist een boete?
Gevraagd: gemiddelde snelheid
Gegeven: afgelegde weg (s) = 500 m.
tijd (t)= 25 s
oplossing: Regel: v = s / t
Invullen: v = 500 / 25
Antwoord: v = 20 m/s x 3,6 = 72 km/h
De automobilist rijdt langzamer dan 80 km/h dus krijgt geen boete
7k. Een wielrenner rijdt een wegparcours van 4,2 km. Hij doet hier 6,3 minuten over. Wat is zijn gemiddelde snelheid in km/h?
Gevraagd: gemiddelde snelheid
Gegeven: afgelegde weg (s) = 4,2 km = 4200 m.
tijd (t)= 6,3 min = 378 s
oplossing: Regel: v = s / t
Invullen: v = 4200 / 378
Antwoord: v = 11,11 m/s x 3,6 = 40 km/h
7l. Een inductiekookplaat werkt met magnetisme. We gaan een liter water 10 graden verwarmen op de kookplaat. Hiervoor is 41,9 kJ aan energie gebruikt. De inductiekookplaat heeft voor dit proces 46,5 kJ aan energie nodig gehad.
Wat is het rendement van de inductiekookplaat?
Gevraagd: Rendement
Gegeven: Eaf = 41,9 J
Eop = 46,5 J
Oplossing: Regel: Rendement = Eaf / Eop x 100%
Invullen: Rendement = 41,9 / 46,5 x 100 %
Antwoord: Rendement = 90 %
7m. Een paard krijgt een emmer water van 10 liter voorgezet. Hier drinkt hij precies 5 liter van op. De massa van het opgedronken water is 5 kg.
Wat is de dichtheid van het water in de emmer?
Gevraagd: dichtheid
Gegeven: massa = 5 kg = 5000 g
volume = 5 l = 5000 cm3
Oplossing: Regel: ρ = m / V
Invullen: ρ = 5000 / 5000
Antwoord: ρ = 1 g/cm3
7n. Ryan rent door de school, hij is bijna te laat. De afstand tussen de garderobe en het lokaal is 135 meter. Hij doet hier 34 seconde over. Wat is zijn gemiddelde snelheid in km/h?
Gevraagd: gemiddelde snelheid
Gegeven: afgelegde weg (s) = 135 m.
tijd (t)= 34 s
oplossing: Regel: v = s / t
Invullen: v = 135 / 34
Antwoord: v = 3,97 m/s x 3,6 = 14 km/h
Opdracht 8. Natuurkundige practica
Werk je tabellen netjes uit!
Reken de gemiddelden uit.
Geef antwoord op de gestelde vragen.
Laat je tabellen en de uitkomst van je proeven zien aan de docent.
Eindtest
Heb je het project Natuurkunde gelezen, alle opdrachten gemaakt en nagekeken? Al je vragen gesteld aan de docent?
Maak de drempeltoets GGORIA en slaag daarvoor.
Te vinden in de taak van its learning.
Gezakt??? Geen probleem, doe je het nog een keer.
Gebruik kladpapier, de BINAS en een rekenmachine.
Succes en veel plezier!
Digitale BINAS
De BINAS
