De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

1 Vermogen 1. 2 Vermogen Wie kan wat, en wie kan dat het best of het snelst? Of het hoogst?

Verwante presentaties


Presentatie over: "1 Vermogen 1. 2 Vermogen Wie kan wat, en wie kan dat het best of het snelst? Of het hoogst?"— Transcript van de presentatie:

1 1 Vermogen 1

2 2 Vermogen Wie kan wat, en wie kan dat het best of het snelst? Of het hoogst?

3 3 Een aannemer heeft de keuze tussen een bouwvakker en een kraan om 500 kg bakstenen 10 m omhoog te brengen. Is er een verschil tussen de arbeid die de bouwvakker zal leveren en de arbeid die de kraan zal leveren? Onderzoeksvragen 1 Hoe zullen we in de fysica het verschil tussen de arbeid van de bouwvakker en de arbeid van de kraan onder woorden brengen?

4 4 Een student wil op zijn kot een ‘aardappel in de schil’ garen in een microgolfoven. Wat is het verschil als hij dat doet in een krachtige of een minder krachtige microgolfoven? Onderzoeksvragen 2 Hoe zullen we in de fysica het verschil tussen de prestatie van de ene tegenover de andere microgolfoven onder woorden brengen? Hoe wordt de ‘power’ van microgolfoven uitgedrukt?

5 5 Een aannemer heeft de keuze tussen een bouwvakker en een kraan om 500 kg bakstenen 10 m omhoog te brengen... Situatie 1

6 6 BouwvakkerKraan Ze brengen elk 500 kg bakstenen naar de derde verdieping (10 m) Tijd nodig voor klus 2 uur Tijd nodig voor klus 5 min We berekenen de arbeid die beide ‘machines’ leveren: W B = F. x = m. g. x W B = 500 kg. 9,81 N/kg. 10 m W B = J W K = F. x = m. g. x W K = 500 kg. 9,81 N/kg. 10 m W K = J Besluit: Beide machines leveren dezelfde arbeid Berekening

7 7 Onderzoeksvragen Bouwvakker en kraan leveren dezelfde arbeid. Wat is evenwel de geleverde prestatie per minuut? En... wie zou de aannemer verkiezen: de bouwvakker of de kraan?

8 8 BouwvakkerKraan We berekenen de gemiddelde prestatie per minuut: Prestatie B = J / 120 min 408,75 J / min Prestatie K = J / 5 min = 9810 J / min Berekening Wat is de geleverde prestatie per minuut ?

9 9 BouwvakkerKraan We berekenen de gemiddelde arbeid per seconde: Prestatie B = J / 7200 s = 6,81 J/s Prestatie K = J / 300 s = 163,5 J/s Berekening Wat is de geleverde arbeid per seconde ?

10 10 Wie zal de aannemer verkiezen? De aannemer zal de kraan kiezen. De prestatie hangt af van de geleverde prestatie en de tijdsduur. Hoe korter de tijdsduur voor eenzelfde prestatie, hoe beter (= goedkoper) voor de aannemer. Er wordt wel evenveel (en dezelfde) arbeid geleverd, maar in het geval van de kraan in minder tijd.

11 11 Een student wil op zijn kot een ‘aardappel in de schil’ garen in een microgolfoven. Situatie 2

12 12 Op dit moment kunnen we nog niet de arbeid berekenen die een microgolfoven levert. Microgolfovens Een microgolfoven zorgt overigens niet voor een verplaatsing (of een vervorming). Wat er gebeurt is dat de microgolfoven de watermoleculen in bijvoorbeeld voedsel hevig doet bewegen, waardoor de temperatuur van het voedsel stijgt.

13 13 Een microgolfoven met grotere ‘power’ zal de klus in kortere tijd klaren. ‘Power’ microgolfoven Dit is dus in overeenstemming met de situatie op de bouwwerf (bouwvakker versus kraan).

14 14 Kent iemand de grootheid waarmee de ‘power’ van een microgolfoven wordt aangeduid? Kenmerk microgolfovens Of de eenheid die daar bij hoort? Als we een microgolfoven kopen, met welk kenmerk omschrijven we dan de gewenste microgolfoven?

15 15 We omschrijven een microgolfoven bijvoorbeeld met het kenmerk 400 watt (400 W). Aankoop microgolfoven Die W of watt is de eenheid van de ‘power’ van een microgolfoven. En wat we hier ‘power’ noemen heet in de fysica vermogen.

16 16 Vermogen is de geleverde arbeid per tijdseenheid P = W / t Definitie

17 17 P = W / t Als Eenheid Dan: Nmnewton x meter Symbool grootheid Naam grootheid Naam eenheidSymbool eenheid W t P arbeid vermogen tijdsduur joule seconde J s joule per seconde J/s

18 18 Nmnewton x meter Symbool grootheid Naam grootheid Naam eenheidSymbool eenheid W t P arbeid vermogen tijdsduur joule seconde J s Of, als we, voor de eenvoud, een nickname gebruiken: Eenheid Wwatt

19 19 Dus: Eenheid 1 W = 1 J/s Opgelet: verwar de W van de grootheid arbeid niet met de W van de eenheid watt.

20 20 Wat betekent een vermogen van 1 watt ? We leveren een vermogen van 1 watt als we in 1 seconde een arbeid van 1 joule verrichten. Vraag van 1 watt

21 21 Gegeven: massa m = 45 kg, afstand x = 12 m, tijd t = 15 s Gevraagd: vermogen P Oplossing: F z = m.g = 45 kg. 9,81 N/kg = 441,45 N W = F z. x = 5297,4 Nm = 5297,4 J P = W / t = 5297,4 J / 15 s = 353,16 J/s = 353,16 W. Antwoord: het vermogen van deze leerling is 353,16 W. Examenvraag Een leerling van 45 kg klimt in 15 seconden omhoog langs een touw van 12 meter. Hoe groot is zijn vermogen?

22 22 Afgeleide eenheden van vermogen Symbool eenheid naam eenheid kWkilowatt1 kW = 10 3 W MW megawatt1 MW = 10 6 W Afgeleide eenheden

23 23 Andere eenheden van vermogen Andere eenheden Paardekracht (E: horse power) (paardekracht is geen eenheid van kracht, maar een eenheid van vermogen)

24 24 Vragen en opgaven Zie hierna. - Uit de cursus - Van het net

25 25 Vragen en opgaven Uit de cursus: Hoeveel arbeid levert een machine van 10 W in 1,5 uur? (druk uit in J) Welke arbeid verricht een hijskraan die een last van N 6m omhoog brengt ? Hoeveel tijd heeft de machine hiervoor nodig als ze een vermogen van 6 kW heeft ? Welk gewicht kan een machine in 5 minuten tot op een hoogte van 6 m brengen, als deze een vermogen heeft van 2200 W ?

26 26 Vragen en opgaven Uit de cursus: Bereken het vermogen van een lift die een gewicht van 20 kN in 5 seconden 4 meter omhoog brengt met een constante snelheid.

27 27 1. Het vermogen van een bepaalde personenwagen bedraagt 55 kW. Hoeveel arbeid wordt door de motor verricht in 1 h 30 min. gegeven gevraagd oplossing W P = 55 kW W = P. t De motor verricht een arbeid van 3, J antwoord t = 5400 s = W P = W / t W = = 3, J Vragen en opgaven Van het net

28 28 2. Om de Eurostar vanuit rust een snelheid te bezorgen van 300 km / h moeten de motoren 2, J arbeid verrichten. Dit duurt 23 seconden. Bereken het onwikkelde vermogen. gegeven gevraagd oplossing P W = 2, J P = 2, J / 23 s Het ontwikkelde vermogen van de motor bedraagt 1, W antwoord t = 23 s P = W / t P = 1, W Vragen en opgaven

29 29 3.Een lamp van 100 W bleef gedurende 8,0 h nodeloos branden. Bereken de arbeid die verricht werd. Druk uit in J en in kWh gegeven gevraagd oplossing W P = 100 W W = 100 W. 8,0 h De arbeid verricht door de lamp is 0,80 kWh antwoord t = 8,0 h P = W / t W = 0,100 kW. 8,0 h = 0,80 kWh W = P. t Vragen en opgaven

30 30 Hoeveel kost je dit bij een tarief van 14,70 eurocent / kWh gegeven gevraagd oplossing kostprijs W = 0,80 kWh kostprijs = 0,80 kWh. 14,70 € c / kWh De kostprijs om 50 min nodeloos een lamp te doen branden antwoord Prijs = 14,70 € c / kWh kostprijs = 11,76 € c kostprijs = 12 € c bedraagt 12 € c. Vragen en opgaven

31 31 4. Bereken het vermogen dat een vlieg ontwikkelt, indien zij met een constante snelheid 75 cm omhoog vliegt in 0,10 s. De vlieg heeft een massa van 0,050 g gegeven gevraagd oplossing P m = 0,050 g P = 0, kg. 9,81 N / kg. 0,075 m / 0,010 s Het ontwikkelde vermogen van de vlieg bedraagt 3, W antwoord t = 0,10 s P = W / t P = 3, W x = 75 cm = 0,075 m P = F. x / t P = m. g. x / t = 0, kg Vragen en opgaven

32 32 5. Een ondernemer beschikt over 2 machines: een oude machine (1) en een nieuwe machine (2). Machine (2) heeft een dubbel vermogen in vergelijking met machine (1). Kruis alle juiste beweringen aan. a) Machine 1 kan slechts half zoveel arbeid verrichten als machine 2 in dezelfde tijdsduur b) Machine 2 kan evenveel arbeid verrichten als machine 1 in een 2 maal zo grote tijdsduur c) Machine 2 kan evenveel arbeid verrichten als machine 1 in een half zo grote tijdsduur d) Machine 1 kan dubbel zoveel arbeid verrichten als machine 2 in eenzelfde tijdsduur P 2 = 2 P 1 W 2 / t 2 = 2 W 1 / t 1 P 1 = 50 J / 2 = 25 W P 2 = 100 J / 2 = 50 W P 1 = 100 J / 2 = 50 W P 2 = 100 J / 4 = 25 W P 1 = 100 J / 2 = 100 W P 2 = 100 J / 1 = 50 W P 1 = 200 J / 2 = 100 W P 2 = 100 J / 2 = 50 W Vragen en opgaven

33 33 Vermogen van een leerling Leerlingenproef: bepalen van het vermogen van een leerling

34 34 Op een website staat volgende tekst: ‘Het vermogen van een microgolfoven bepaalt voor een groot deel zijn mogelijkheden. Hoe hoger het vermogen, hoe meer standen of temperaturen en hoe sneller de opwarmingstijd. Bedenk ook dat: hoe meer vermogen, hoe meer energieverbruik. In gewone taal

35 35 Nawoord microgolfoven In een microgolfoven doen de microgolven de watermoleculen in voedsel hevig bewegen, waardoor de temperatuur van het voedsel stijgt. Om die reden moet een microgolfoven, als men bijvoorbeeld twee aardappelen wil garen, twee keer zoveel arbeid leveren. Waardoor de gaartijd dus dubbel zo lang wordt. Dit is dus anders dan wanneer men twee aardappelen in een pan met kokend water gaart.


Download ppt "1 Vermogen 1. 2 Vermogen Wie kan wat, en wie kan dat het best of het snelst? Of het hoogst?"

Verwante presentaties


Ads door Google