Fysica
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 66

Fysica PowerPoint PPT Presentation


  • 182 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Fysica. Wetten van Newton. De mechanica is het onderdeel van de natuurkunde dat zich bezighoudt met bewegingen van voorwerpen onder invloed van de krachten die erop werken.

Download Presentation

Fysica

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Fysica

Fysica

Wetten van Newton


Fysica

  • De mechanica is het onderdeel van de natuurkunde dat zich bezighoudt met bewegingen van voorwerpen onder invloed van de krachten die erop werken.

  • De kinematica is een onderdeel van de mechanica dat de beweging van een lichaam bestudeert zonder zich af te vragen wat de oorzaak van deze beweging is.

  • Het verband tussen kracht(en) en beweging wordt bestudeerd in de dynamica.

  • In de kinematica wordt ook de vorm van het object verwaarloosd, en wordt het geabstraheerd tot een puntmassa.

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Kinematica: Op welke wijze bewegen voorwerpen?

  • Dynamica: Waarom bewegen voorwerpen?

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Isaac Newton

Sint-Paulusinstituut


Fysica

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Isaac Newton was the greatest English mathematician of his generation.

  • 1642 - 1727

  • Brits natuurkundige, filosoof, wiskundige, sterrenkundige, theoloog en alchemist.

  • Cambridge

  • Voor zijn 25ste jaar 3 fundamentele ontdekkingen:

    • De universele gravitatie,

    • differentiaal- en integraalrekening

    • dispersie (kleurschifting).

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Eerste wet van Newton

Sint-Paulusinstituut


Vraag

Vraag

  • Is het de natuurlijke neiging van voorwerpen om tot rust te komen?

  • Een voorwerp in rust blijft in rust?

  • Een voorwerp in beweging gaat naar rust?

  • Is er een kracht nodig is om een beweging te onderhouden?

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Demonstratie

  • (waterbak)

  • Waarneming?

Sint-Paulusinstituut


Waarneming

Waarneming

  • We verspillen water wanneer:

  • de bak in rust is en we de bak proberen te verplaatsen

  • de bak in beweging is en we de bak proberen te stoppen

  • de bak beweegt in de ene richting en we proberen van de bak te doen bewegen in een andere richting

  • Besluit?

Sint-Paulusinstituut


Besluit

Besluit

  • Een voorwerp in rust …

  • probeer in rust te blijven

  • Een voorwerp dat beweegt …

  • probeert in beweging te blijven aan dezelfde snelheid en in dezelfde richting (geen versnellende voorwerpen)

Sint-Paulusinstituut


Besluit1

Besluit

Sint-Paulusinstituut


Voorbeelden

Voorbeelden

  • Hebben jullie ooit traagheid ervaren?

  • In de auto, moto, ladder op vrachtwagen, skateboard

  • keep on doing what it is doing

Sint-Paulusinstituut


Voorzie de volgende voorbeelden van de nodige uitleg

Voorzie de volgende voorbeelden van de nodige uitleg

  • Bezem en bezemsteel

  • Ketchup

Sint-Paulusinstituut


Definitie

Definitie

  • De traagheid is de weerstand die een voorwerp ondervindt als het verandert van bewegingstoestand.

Sint-Paulusinstituut


Vraag1

Vraag

  • Waarom is er niemand voor Newton op deze wet gekomen?

  • Wat waren de bestaande wetten die gehanteerd/ aanvaard werden rond zijn tijd?

Sint-Paulusinstituut


Antwoord

Antwoord

  • In de 17de eeuw stemde het begrip traagheid niet overeen met de meer populaire concepten van beweging.

  • Men dacht dat het de natuurlijke neiging was van voorwerpen om tot rust te komen.

  • Bewegende voorwerpen zouden uiteindelijk stoppen met bewegen als er geen kracht was die het voorwerp onderhield om te bewegen.

  • Een bewegend voorwerp zou eindelijk tot rust komen en een voorwerp in rust blijft in rust.

  • Dat was het idee dat bijna 2000 jaar domineerde: het was de natuurlijke neiging van voorwerpen om een rust positie aan te nemen

Sint-Paulusinstituut


Verder

Verder

  • Galileo, de eerste wetenschapper van de zeventiende eeuw, ontwikkelde het begrip van traagheid.

  • Galileo beredeneerde dat bewegende voorwerpen uiteindelijk stoppen door een kracht die we wrijving noemen.

  • Galileo observeerde een bal die via een helling naar beneden rolde en via een andere weer omhoog rolde.

Sint-Paulusinstituut


Verder1

Verder

  • Isaac Newton bouwde verder op de ideëen van Galileo van beweging.

  • De eerste wet van Newton vertelt ons dat er geen kracht nodig is om een voorwerp in beweging te houden.

  • Duw een boek over de tafel en kijk hoe het stopt.

  • Het bewegende boek komt niet tot rust door het gebrek aan een kracht.

Sint-Paulusinstituut


Denk daar eens over na

Denk daar eens over na

  • Tot op de dag van vandaag denkt men dat er een kracht nodig is om een beweging te onderhouden.

Sint-Paulusinstituut


Vraag2

Vraag

  • Alle voorwerpen weigeren veranderingen in hun beweging. Alle voorwerpen ondervinden traagheid.

  • Hebben sommige voorwerpen meer de neiging om veranderingen te weerstaan/weigeren dan anderen?

  • Ja.

  • Van wat hangt dat af?

  • Massa

  • Meer massa, meer …

Sint-Paulusinstituut


Check

Check

  • Stel je een plaats in de kosmos voor ver van alle gravitatie. Een astronaut werpt daar een rots. De rots zal:

  • geleidelijk aan stoppen.

  • verder bewegen in dezelfde richting aan constante snelheid.

Sint-Paulusinstituut


Check check

Check check

  • Bert en Mandhond zitten in de cafeteria. Mandhond zegt dat indien hij zijn blommen met een grotere snelheid werpt, het een grotere traagheid zal ondervinden. Bert zegt dat traagheid niet afhangt van de snelheid, maar eerder van de massa afhangt. Met wie ga je akkoord? Waarom?

  • Traagheid hangt enkel af van de massa van een voorwerp.

  • Hoe meer massa, hoe meer “traagheid”.

Sint-Paulusinstituut


Check check check

Check check check

  • Indien je in een gewichtloze omgeving in de ruimte was, zou het een kracht vereisen om een voorwerp in beweging te zetten?

  • Ja zeker! Zelfs in de ruimte hebben voorwerpen een massa. En als ze massa hebben, ondervinden ze traagheid.

Sint-Paulusinstituut


Andere definities

Andere definities

  • Traagheid is de neiging van een voorwerp om veranderingen in snelheid te weerstaan.

  • Traagheid is de neiging van een voorwerp om versnellingen te weerstaan.

Sint-Paulusinstituut


De eerste wet van newton

De eerste wet van Newton

  • Het gedrag van voorwerpen waarbij resultante = 0.

  • a = 0 m/s2

  • Traagheidswet

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Tweede wet van Newton

Sint-Paulusinstituut


2 variabelen

2 variabelen

  • De tweede wet zegt dat de versnelling van een voorwerp van 2 variabelen afhangt:

  • De resultante

  • De massa van het voorwerp

  • Is de versnelling recht of omgekeerd evenredig met de aangewende kracht?

  • Is de versnelling recht of omgekeerd evenredig met de massa van het voorwerp?

Sint-Paulusinstituut


Besluit2

Besluit

Sint-Paulusinstituut


Gh eh

GH - EH

Sint-Paulusinstituut


Besluit3

Besluit

Sint-Paulusinstituut


Opmerking

Opmerking

  • Nog niet benadrukt:

  • De resultante is recht evenredig met de versnelling.

  • NIET:

  • Een enige/enkele/individuele kracht

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Opdr. 21

Sint-Paulusinstituut


Voorbeeld

Voorbeeld

  • Wat is de zin van de resultante in figuur A & in figuur B?

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Opdr. 31

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • De Grote Misvatting

Sint-Paulusinstituut


So what s the big deal

So what's the big deal?

  • De eerste wet van newton en F=m.a zijn niet zo verschrikkelijk moeilijk!!!

  • Betekenis!

Sint-Paulusinstituut


Belangrijk

Belangrijk

  • Krachten veroorzaken geen beweging maar versnellingen!!!

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Are You Infected with the Misconception?

Sint-Paulusinstituut


In rust of in beweging

In rust of in beweging?

  • Beide.

  • Een voorwerp in rust blijft in rust.

  • Een voorwerp dat beweegt blijft in beweging aan dezelfde snelheid en in dezelfde richting.

  • Krachten veroorzaken geen beweging maar versnellingen!!!

Sint-Paulusinstituut


Teken de krachten werkzaam op de man met de slee

Teken de krachten werkzaam op de man met de slee.

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Vrije val en luchtweerstand

Sint-Paulusinstituut


Vrije val

Vrije val

  • Demonstratie

  • (tennisballen)

  • Waarneming?

Sint-Paulusinstituut


Waarneming1

Waarneming

  • Beide ballen vallen tegelijk op de grond!

  • Waarom?

Sint-Paulusinstituut


Vrije val1

Vrije val

  • Speciaal type van beweging: enige kracht  zwaartekracht (luchtweerstand te verwaarlozen)

  • Passen we de tweede wet van Newton toe:

  • Fz = 100 NFz = 10 N

  •  eerste voorwerp grotere versnelling

  • Van wat hangt de versnelling af?

  • Kracht & massa

Sint-Paulusinstituut


Vrije val2

Vrije val

  • Eerste voorwerp ondervindt meer traagheid.

  • a = 100 N / 10 kga = 10 N / 1 kg

  • Besluit?

Sint-Paulusinstituut


Fysica

Sint-Paulusinstituut


Besluit4

Besluit

  • De verhouding F/m is voor beide voorwerpen dezelfde!

  • De verhouding F/m = versnelling van het voorwerp!

Sint-Paulusinstituut


Luchtweerstand

Luchtweerstand

  • Voorwerp dat valt  luchtweerstand

  • Wat is luchtweerstand?

  • Botsingen met luchtmoleculen

    Welke factoren hebben direct verband met de hoeveelheid luchtweerstand die een voorwerp ondervindt?

  • Snelheid

  • Contactoppervlak van het voorwerp

    Hoe meer een voorwerp in botsing komt met luchtmoleculen  hoe meer luchtweerstand

Sint-Paulusinstituut


Vraag situaties waar voorwerpen luchtweerstand ondervinden

Vraag - situaties waar voorwerpen luchtweerstand ondervinden

  • Bereiken voorwerpen, die weerstand van de lucht ondervinden, uiteindelijk een bepaalde eindsnelheid?

  • Waarom vallen grotere massa’s sneller dan kleinere massa’s?

Sint-Paulusinstituut


Luchtweerstand1

Luchtweerstand

  • Wie raakt eerst de grond? De olifant of de veer?

  • Waarom?

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • h = & t0 =

  • Animatie te zien:

    • Beweging olifant + beweging veer

    • Vector versnelling

  • Waarom valt de olifant sneller?

Sint-Paulusinstituut


Juist of fout

Juist of fout?

  • De olifant ondervindt een kleinere luchtweerstand dan de veer en valt daarom sneller.

  • De olifant heeft een grotere versnelling dan de veer en valt daarom sneller.

  • Zowel de olifant als de veer hebben deze zwaartekracht, toch heeft de olifant een grotere versnelling.

  • Zowel de olifant als de veer hebben deze zwaartekracht, toch ondervindt de veer een grotere luchtweerstand.

  • Elk voorwerp ondervindt dezelfde luchtweerstand, toch ondervindt de olifant een grotere zwaartekracht.

  • Elk voorwerp ondervindt dezelfde luchtweerstand, toch ondervindt de veer een grotere zwaartekracht.

  • De olifant ondervindt minder luchtweerstand dan de veer en bereikt dan een grotere eindsnelheid.

  • De veer ondervindt meer luchtweerstand dan de olifant en bereikt daarom een kleinere eindsnelheid.

  • De olifant en de veer ondervinden dezelfde luchtweerstand, toch heeft de olifant een grotere snelheid.

Sint-Paulusinstituut


Antwoord1

Antwoord

  • Alle stellingen  fout

  • Voorwerpen niet in evenwicht  beide versnellen

  • Voorwerpen vallen en ondervinden een opwaartse kracht: luchtweerstand

  • Luchtweerstand hangt af van

    • De snelheid van het vallend voorwerp

    • Het contactoppervlak van het voorwerp

  • Stel dezelfde snelheid  olifant meer luchtweerstand

  • Maar waarom valt de olifant sneller terwijl hij meer luchtweerstand ondervindt?

  • Luchtweerstand vertraagt toch je voorwerp?

Sint-Paulusinstituut


Antwoord wet van newton

Antwoord - Wet van Newton

  • Voorwerp versnelt  als resultante

  •  Luchtweerstand vergroot

  • Voorwerp versnelt niet meer  Luchtweerstand groot genoeg is

  • De olifant  grotere massa

  •  grotere zwaartekracht

  •  versnelt gedurende een langere periode tot wanneer de luchtweerstand de zwaartekracht kan opheffen

  •  ERB: bepaalde snelheid tot einde

Sint-Paulusinstituut


Tekening

Tekening

Sint-Paulusinstituut


Besluit5

Besluit

  • De olifant valt sneller dan de veer omdat het nooit de eindsnelheid bereikt. De olifant blijft versnellen. Daarbij neemt de luchtweerstand toe.

  • De veer bereikt snel zijn eindsnelheid. Vereist niet veel luchtweerstand alvorens zijn eindsnelheid ophoudt. De veer bereikt zijn eindsnelheid in een vroeg stadium van zijn val.

  • Als er geen luchtweerstand zou zijn, wie zou er dan eerst op de grond aankomen?

Sint-Paulusinstituut


Eindsnelheid

Eindsnelheid

  • Waarom bereiken voorwerpen, die luchtweerstand ondervinden, uiteindelijk een bepaalde eindsnelheid?

Sint-Paulusinstituut


Skydiver

Skydiver

Sint-Paulusinstituut


Fysica

  • Derde wet van Newton

Sint-Paulusinstituut


Fysica

Sint-Paulusinstituut


Experiment 1

Experiment 1

  • Benodigdheden:

  • - filmrolpotje

  • - ballon

  • Werkwijze:

    • 1. Blaas de ballon op via de opening van het potje. Blaas niet meer dan 2 of 3-maal.

    • 2. Hou de ballon boven het potje dicht en laat het geheel dan vliegen.

  • Waarneming:

  • Er zijn twee bewegingen: enerzijds zal hij stijgen en anderzijds zal hij roteren.

  • Verklaring:

  • Het stijgen en roteren van het geheel is uiteraard te verklaren vanuit het actie-reactie principe.

  • Sint-Paulusinstituut


    Experiment 2

    Experiment 2

    • Benodigdheden:

    • - twee rietjes (ong. 24 cm) met plooistuk

    • - plakband

    • Technische uitvoering:

      • 1.Knip van één van de rietjes een achttal cm af van het lange stuk.

      • 2.Schuif het korte stuk van dit rietje over het lange stuk van het andere rietje. Dit zal pas goed lukken als je eerst in het lange stuk een inkeping knipt van ongeveer 2 cm.

      • 3.Plak beide rietjes met een reepje plakband aan elkaar vast.

      • 4.Buig de rietjes zodat twee rechte hoeken ontstaan, maar niet in hetzelfde vlak!

  • Werkwijze:

    • 1.Steek het ingekorte lange stuk van het rietje in de mond.

    • 2.Neem het vast alsof je een sigaret zou vastnemen.

    • 3.Blaas nu krachtig door het rietje.

  • Sint-Paulusinstituut


    Experiment 2 vervolg

    Experiment 2 vervolg

    • Waarneming:

    • Het geheel zal ronddraaien!

    • Buig het onderste stuk nu over een hoek van 180° en herbegin.

    • Het geheel zal nu langs de andere kant ronddraaien!

    • Door de stand van het onderste deel te veranderen kan je bepalen wanneer het geheel het best ronddraait.

    • Verklaring:

    • Dit is uiteraard opnieuw een zeer eenvoudig, maar praktisch voorbeeld van het actie-reactie principe.

    Sint-Paulusinstituut


    Experiment 3

    Experiment 3

    • Benodigdheden:

    • - plastieken speelgoedemmertje

    • - tennisbal

    • - elastiek

    • - touwtje

    • Werkwijze:

      • 1.Neem het touwtje in de ene hand

      • 2.Draai met de andere hand het balletje rond zodat het elastiekje goed opgespannen is.

      • 3.Laat het balletje nu los en zie wat er gebeurt.

    Sint-Paulusinstituut


    Experiment 3 vervolg

    Experiment 3 vervolg

    • Waarneming:

    • Het balletje draait rond en het emmertje ook, maar dan wel in tegengestelde zin van het balletje! Na een tijdje draait het balletje in de andere zin en ook het emmertje gaat van draaizin veranderen.

    • Verklaring:

    • Dit alles heeft zoals de voorgaande drie experimenten opnieuw te maken met het actie-reactie principe. Het veranderen van de draaizin na een tijdje komt door de traagheid dat het balletje heeft en hierdoor verder doordraait dan normaal en dus opnieuw kan terugdraaien.

    Sint-Paulusinstituut


  • Login