Arbeid en energie
arbeid
arbeid verricht door enkele bijzondere krachten
energie
rendement
vermogen
omschrijving wat het is
arbeid verricht door een kracht
arbeid verricht door een constante kracht
arbeid verricht door een niet constante kracht
kracht en verplaatsing loodrecht op elkaar
kracht en verplaatsing hebben niet dezelfde richting
kracht en verplaatsing hebben dezelfde richting
arbeid op de grafiek
kracht en verplaatsing hebben dezelfde richting en zin
: een kracht verricht arbeid op een voorwerp als dat voorwerp zich verplaats volgens een richting die niet loodrecht is op de richting van de kracht
W=F.X
W=-F.X
W=0J
W=F.X.cos a
integraal onder de grafiek berekenen
arbeid verricht door zwaartekracht
arbeid verricht door veerkracht
arbeid verricht door wrijvingskracht
arbeid verricht door gravitatiekracht
W=Fw.X.cos a
W=f{xb-xe}(F(x)dx)
W=+/- mgh
W= 1/2 k(xe²-xb²)
W=G.m1.m2(1/re-1/rb)
kinetische energie
potentiele gravitatie energie
potentiele elastische energie
behoud van energie
definitie
een voorwerp bezit energie als het arbeid kan verrichten
voor de kinetische energie van een voorwerp met massa en snelheid geldt het arbeid-energietheorema: W=deltaEkin
W is de arbeid die verricht wordt door de resulterende kracht op het voorwerp
het systeem gevormd door de aarde en een voorwerp met massa op een positie boven de aarde heeft een potentiele gravitatie-energie gelijk aan: Epot=mgx
als een voorwerp van een begintoestand naar een eindtoestand gaat, is de arbeid W die de zwaartekracht op het voorwerp verricht even groot maar tegengesteld aan de verandering van de potentiele gravitatie-energie: W=-deltaEpot
Epot= -G.(m.m):r
een veersysteem dat bestaat uit een veer met een veerconstante k heet een potentiele elastische energie gelijk aan: Epot= (k.x²)/2
als de veer van een begintoestand naar een eindtoestand gaat, is de arbeid Wveer die de veerkracht verricht even groot maar tegengesteld aan de verandering delta Epot van de potentiele elastische energie: Wveer=-deltaEpot
behoud van mechanische energie
behoud van energie
conservatieve en niet-conservatieve krachten
krachten waarvoor de arbeid die ze verrichten niet afhankelijk is van de gevolgde weg, zijn conservatieve krachten. de door een conservatieve kracht verrichte arbeid kan berekend worden uit gegevens voor de begin- en eindtoestand
krachten waarvoor de arbeid die ze verrichten afhankelijk is van de gevolgde weg, zijn niet-conservatieve krachten
als voor een systeem geldt dat de arbeid verricht door alle niet-conservatieve krachten Wcn=O, dan blijft de mechanische energie van dat systeem behouden: delta Emech=O of Emech, e= Emech, b of Epot, b+Ekin, b = Epot, e+Ekin, e
de mechanische energie van het systeem is in de begintoestand gelijk aan de mechanische energie van het systeem in de eindtoestand. Dus is de mechanische energie van het systeem constant en in elke toestand hetzelfde. dat is de wet van behoud van mechanische energie
energie kan omgezet worden van de ene vorm in een andere, de totale hoeveelheid energie blijf echter dezelfde. Energie kan niet worden bijgemaakt of gaat niet verloren. dat is de wet van behoud van energie
het gemiddeld vermogen van een kracht is de verhouding tussen de grootte van de door de kracht verrichte arbeid en de tijd waarin die arbeid verricht werd: Pgem= |delta W|/delta t
het ogenblikkelijk vermogen is de limietwaarde van het gemiddelde vermogen: P= lim {delta t nr 0} |delta W|/delta t =|dW|/dt
het rendement is de verhouding van nuttige energie tot de totale omgezette energie: n= Enuttig/Etotaal