Krachten en Beweging

Samenvatting Natuurkunde H6. Geschreven door Robin Boers voor toestweek 3 van leerjaar 3 VWO.

Formules

\[s = v_{\text{gem}} \cdot t\]
\[v_{\text{gem}} = \frac{v_{\text{begin}} - v_{\text{eind}}}{2}\]

s = afstand in meter
v_gem = gemiddelde snelheid in m/s
t = tijd in s

\[a = \frac{\Delta v}{\Delta t}]\]

\[\Delta v = v_{\text{eind}} − v_{\text{begin}}\]
\[\Delta t = t_{\text{eind}} − t_{\text{begin}}\]

a = versnelling in m/s²
Δv = verschil in snelheid in m/s
Δt = verschil in tijd in s

\[[F_{\text{res}} = m \cdot a\]

Fres = resultante in N
m = massa in kg
a = versnelling in m/s²

\[W = F \cdot s\]

W = de arbeid in J
F = de kracht in N
s = de afstand in m

\[p = \frac{F}{A}\]

p = druk in Pa
F = kracht in N
A = opp in m²

\[v = \Delta x / \Delta t\]

v = snelheid in m/s
Δx = plaatsverschil in m
Δt = tijdverschil in s

\[v = f \cdot λ\]

v = golfsnelheid in m/s (is altijd c bij EM-straling)
f = freq. in Hz
λ = golflengte in m

\[E_{f} = h \cdot f\]

E_f = energie van de foton in J
h = de constante van Plank in J * s (krijg je)
f = de freq. in Hz

Straling

EM-straling bestaat uit golven. Deze golven noemen we elektromagnetische golven, en bewegen met de lichtsnelheid (c).

\[c = 3,0 \cdot 10^{8} \text{ m/s}\]

Een golf heeft deze eigenschappen:

• de frequentie (aantal trillingen per seconde)
• de golflengte (1 volledige trilling)
• de golfsnelheid (= lichtsnelheid)

\[1 \text{ nm} = 10^{-9} \text{ m}\]

Spectrum

• Radiogolven
• Microgolven
• IR-straling
• zichtbaar licht
• UV-straling
• Rontgenstraling
• Gammastraling

Hoe verder naar beneden/rechts, hoe kleiner de golflengte en hoe gevaarlijker de straling is. Gevaarlijke straling noemen we met een fancy woord: ioniserende straling.

Fotonen

Je kan EM-straling ook beschrijven als deeltjes: fotonen. Deze deeltjes hebben geen massa, maar dragen wel energie en deze hangt af van de frequentie van de golf. Ze bewegen met lichtsnelheid.

Beweging

Omrekenen

\[1 m/s = 3,6 km/h\]
\[1 cm2 = 0,0001 m2\]

Soorten bewegingen

• Eenparige beweging: beweging met constante snelheid, versnelling is 0
• Eenparig versnelde beweging: snelheid neemt gelijkmatig toe, versnelling is constant
• Eenparig vertraagde beweging: snelheid neemt gelijkmatig af met een negatieve constante versnelling.

Vrije val

Een object is in vrije val als de zwaartekracht (F^z) de enige kracht is die er op werkt. Er zijn dan dus geen weerstandskrachten. Het is ook gewichtloos.

In een vrij val geld:

\[a = g\]

Dus op aarde is de versnelling in een vrije val: 9,81 m/s².

Arbeid

Arbeid is de de energie die nodig is om een kracht over een bepaalde afstand af te leggen. Je meet dit in Joules, en het symbool is W.

Remmen

Een noodstop bestaat uit 2 fasen die beide tijd kosten:

• De reactiefase (en t^reactie)
  Tijdens de reactiefase ben je nog niet begonnen met remmen en rijd je met dezelfde constante snelheid door.

• De remfase (en t^rem)
  Hierbij rem je doordat de remmen voor een negatieve versnelling zorgen (= vertraging). Deze fase stopt pas als je helemaal gestopt bent (v^eind = 0). Gedurende deze fase leg je de remweg af. Om deze te berekenen gebruik je de gemiddelde snelheid tijdens het remmen.

De totale tijd voor een noodstop is dus:

\[t_{\text{stop}} = t_{\text{reactie}} + t_{\text{rem}}\]
\[s_{\text{stop}} = s_{\text{reactie}} + s_{\text{rem}}\]

Diagrammen

x,t-diagram

Je leest plaats af.
De steilheid bepaalde de snelheid.
De oppervlakte eronder betekent niks.

v,t-diagram

Je leest de snelheid af.
De steilheid bepaalt de versnelling.
De oppervlakte eronder betekent de afgelegde afstand in m.