1. I Inleidende begrippen

2. 1 Grootheden en Eenheden In de fysica zijn er 7 grondgrootheden. Zij worden zo genoemd omdat alle andere grootheden er uit afgeleid kunnen worden

3. Voorbeelden Oppervlakte A kan bepaald worden door 2 lengte metingen (lengte en breedte) Snelheid v kan bepaald worden door Afstand (lengte) en tijd meting Versnelling a kan bepaald worden door Snelheid meting en tijd meting

4. Bij elke grondgrootheid hoort er een grondeenheid Zij vormen de basis van het SI-eenhedenstelsel. Alle SI-eenheden kunnen er mee gevormd worden.

5. Voorbeelden SI eenheid van opp = m² = m. m SI eenheid van snelheid = m/s

6. Candela Lichtsterkte Mol Hoeveelheid stof Ampère Elektrische stroomsterkte Kelvin temperatuur seconde tijd kilogram massa meter lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

7. Candela Lichtsterkte Mol Hoeveelheid stof Ampère Elektrische stroomsterkte Kelvin temperatuur seconde tijd kilogram massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

8. Candela Lichtsterkte Mol Hoeveelheid stof Ampère Elektrische stroomsterkte Kelvin temperatuur seconde tijd kg kilogram m massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

9. Candela Lichtsterkte Mol Hoeveelheid stof Ampère Elektrische stroomsterkte Kelvin temperatuur s seconde t tijd kg kilogram m massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

10. Candela Lichtsterkte Mol Hoeveelheid stof Ampère Elektrische stroomsterkte K Kelvin T temperatuur s seconde t tijd kg kilogram m massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

11. Candela Lichtsterkte Mol Hoeveelheid stof A Ampère I Elektrische stroomsterkte K Kelvin T temperatuur s seconde t tijd kg kilogram m massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

12. Candela Lichtsterkte Mol Mol n Hoeveelheid stof A Ampère I Elektrische stroomsterkte K Kelvin T temperatuur s seconde t tijd kg kilogram m massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

13. cd Candela I Lichtsterkte Mol Mol n Hoeveelheid stof A Ampère I Elektrische stroomsterkte K Kelvin T temperatuur s seconde t tijd kg kilogram m massa m meter l lengte Symbool SI-eenheid Symbool Grootheid

14. a Kracht Een kracht is elke uitwendige oorzaak die de bewegingstoestand van een voorwerp kan veranderen (= verandering van snelheid of van richting) dynamische werking van kracht of een voorwerp kan vervormen statische werking van kracht

15. Kracht is een vectoriële grootheid d.w.z. een kracht wordt bepaald door 4 elementen Voorstelling a

16. 4 elementen van een kracht Aangrijpingspunt (= punt a waar de kracht begint, meestal in zwaartepunt van het lichaam dat de kracht ondervindt) Richting (bvb horizontaal, verticaal, hoek van 40° met verticale) Zin (wordt aangeduid door pijltje, bvb naar links, boven) Grootte (= norm van vector )

17. Symbool voor kracht Symbool voor grootte van een kracht F SI-eenheid van kracht =[F] =N

18. Opmerking Elke kracht kan geschreven worden m.b.v. een eenheidsvector …. die dezelfde richting heeft als de kracht Met F x is getalwaarde van de kracht en x is richting van de kracht.

19. Arbeid geleverd door een constante kracht De arbeid W geleverd door een constante kracht F is het product van de getalcomponent F x met de component Δx van de verplaatsing van de kracht in de richting van de kracht W = F x . Δx = F . Δx .cos  Met (  = hoek tussen F en Δx)

20. Arbeid Symbool W tip W = W van werk SI-eenheid van arbeid =[W] =J =N.m

21. Tekening Δx 

22. Bepaal de arbeid als een persoon een voorwerp van 12,0 kg optilt vanaf de grond tot op een 75 cm hoge tafel Gegevens m = 12,0 kg h = 0,75 m = 75.10 -2 m α =0° Gevraagd W Oplossing W = F.∆x.cos α

23. De verplaatste kracht is de zwaartekracht F = m.g F = 12 kg. 9,81N/kg F = 117,72 N W = F.∆x.cos α W = 117,72 N.0,75 m.1 W = 88,29 J = 88 J Antwoord : de door de persoon geleverde arbeid is 88 J

24. Opmerking Arbeid kan positief of negatief zijn Arbeid is positief als Kracht en verplaatsing dezelfde zin hebben Arbeid is negatief als Kracht en verplaatsing een tegengestelde zin hebben

25. Bij de opgeloste oefening is de arbeid verricht door de zwaartekracht Negatief omdat Zwaartekracht een zin naar beneden heeft en de verplaatsing een zin naar boven heeft

26. c Vermogen Het vermogen P van een toestel is de verhouding van de geleverde arbeid tot de tijd waarin deze arbeid verricht werd : P = W/ Δt

27. Symbool + SI-eenheid Symbool van vermogen is P (van Power) SI- eenheid van vermogen = [P] = 1 W (Watt) = 1J/s =N.m/s

28. Bepaal het vermogen van een waterpomp die 1500 g water per 1,0 minuut 10 m omhoog kan pompen . Gegevens m = 1500 g = 1,500 kg ∆ t = 60 s h = 10 m Gevraagd P

29. Oplossing P = W/ Δt W = F.∆x.cos α W = m.g.∆x.cos α met α = 0° W= 1,5 kg.9,81 N/kg.10 m.1 W= 147,15 J P = 147,15J/60 s P = 2,4525 W P = 2,5 W Antwoord het ontwikkelde vermogen is 2,5 W

30. d Energie Een lichaam bezit energie als het in de mogelijkheid is om arbeid te verrichten. W = ΔE

31. Symbool en SI-eenheid Symbool van energie E SI-eenheid van E = [E] = SI-eenheid van W = 1J = N.m

32. e druk De druk uitgeoefend door een kracht op een oppervlak is de verhouding van de grootte van de component van de kracht die loodrecht op het oppervlak wordt uitgeoefend, tot de grootte van de oppervlakte. p = F/A

33. Symbool en SI-eenheid Symbool van druk = p (van pressure) SI-eenheid van p = [p] = 1 Pa (Pascal) = 1N/m²

34. Andere eenheden 1 mbar = 100 Pa = 1 hPa 1 bar = 10 5 Pa = ongeveer de normale luchtdruk

35. f warmtehoeveelheid Q De warmtehoeveelheid Q is de energie die van een bepaald lichaam naar een ander lichaam overgaat als gevolg van hun onderling temperatuurverschil

36. Symbool en SI-eenheid Symbool van warmtehoeveelheid is Q SI-eenheid van warmtehoeveelheid = [Q] = 1 J

37. g soortelijke warmtecapaciteit De soortelijke warmtecapaciteit c van een soort stof geeft aan hoeveel warmte er nodig is om één massa-eenheid van die stof 1 K (of 1°C) in temperatuur te doen stijgen. c = Q/ (m. . ΔT)

38. Symbool en SI-eenheid Symbool van soortelijke warmtecapaciteit = c SI-eenheid van soortelijke warmtecapaciteit = [c] = 1 J/kg.K Voorbeeld : voor water is c = 4,19 10 3 J/kgK d.w.z. dat er 4190 J warmte energie nodig is om 1 kg water 1 K in temperatuur te doen stijgen. Afgeleide formule : Q = m.c.ΔT

39. h massadichtheid De massadichtheid van een soort stof is de verhouding van de massa van een willekeurig voorwerp (massief) uit die stof tot het volume van dat voorwerp  = m/V

40. Symbool en SI-eenheid Symbool van massadichtheid = ρ SI-eenheid van massadichtheid = [  ] = kg/m³ Voorbeeld : de massadichtheid van water is 1000 kg /m³, d.w.z. dat 1m³ water een massa heeft van 1000 kg.

41. Vectoren. Voorstelling en indeling In de fysica zijn er 2 soorten grootheden, namelijk scalaire grootheden. Vectoriële grootheden 2 punten a en b bepalen de vector

42. Voorstelling a b

43. Een vectoriële grootheid wordt bepaald door 4 elementen Aangrijpingspunt = beginpunt van de vector Richting is rechte (werklijn ) waarop de vector gelegen is, bvb horizontaal Zin wordt bepaald door pijltje, bvb naar links, naar boven Grootte wordt bepaald door de lengte van de vector

44. Samenstellen en ontbinden van krachten a Samenstellen van krachten Als op één voorwerp 2 of meer verschillende krachten inwerken kan je dit stel van krachten vervangen door één (fictieve ) kracht, die dezelfde uitwerking heeft als alle krachten tesamen. Deze kracht, die de vectoriële som is van de krachten noemt men de resultante.

45. Definitie van resultante De resultante van een stel van krachten die op éénzelfde voorwerp inwerken is die kracht die dezelfde uitwerking heeft als alle andere krachten tesamen. In symbolen

46. Samenstellen van 2 krachten

47. Om de resultante te bepalen van 2 krachten die op éénzelfde voorwerp (aangrijpingspunt) inwerken te bepalen moet men een parallellogram (eventueel rechthoek) construeren. De resultante voldoet dan aan de volgende eigenschappen : aangrijpingspunt van de resultante ligt in het voorwerp werklijn (richting) is de diagonaal van het parallellogram met als zijden de krachten F 1 en F 2 door het aangrijpingspunt zin is van het aangrijpingspunt naar het tegenoverliggende hoekpunt van de parallellogram grootte wordt bepaald door de lengte van deze diagonaal

48. F r ² = F 1 ² + F 2 ² + 2. F 1 F 2 cos  met  = hoek tussen de 2 krachten F 1 en F 2

49. Hieruit volgen enkele bijzondere gevallen : als  = 0°, de twee krachten hebben dezelfde richting en zin Fr = F 1 + F 2 als  = 90°, de twee krachten staan loodrecht op elkaar Fr ²= (F 1 + F 2 )² als  = 180°, de twee krachten hebben dezelfde richting en tegengestelde zin Fr =| F 1 -F 2 |

50. Ontbinden van krachten Elke kracht (vectoriële grootheid) kan geschreven worden als de som van twee andere krachten die gelegen zijn in bepaalde richtingen (bvb X en Y richting) Die 2 krachten noemt men dan de (X en Y) componenten van de oorspronkelijke kracht. Fx enFy zijn de getalcomponenten in de X-richting en de Y-richting

52. Ontbinden van een kracht Y X O

53. 3 Benaderingsregels a Benaderingsregel voor som en verschil Bij een som of een verschil van meetresultaten (gegevens) moet je afronden zodat de rang (tiental, tiende…) van het laatste beduidende cijfer hetzelfde is als dat van het minst nauwkeurige gegeven. bvb. T1 = 7,4 K en T2 = 38 K  Δ T = T2 – T1 = 30,6 K = 31 K

54. b Benaderingsregel voor product en quotiënt Bij een product of quotiënt van metingen (gegevens) moet je afronden zodat het aantal beduidende (kenmerkende) cijfers van je eindresultaat evenveel is als het aantal beduidende cijfers van het meetresultaat (gegeven) met het kleinste aantal beduidende cijfers. bvb. l = 1,23 m en b = 0,24 m  A = l.b = 0,2952 m²  A = 0,30 m²

55. Opmerkingen Wat is een beduidend cijfer ? Alle cijfers zijn beduidend behalve nullen die vooraan staan deze afrondingsregels gelden niet voor goniometrische functies zoals sin, cos, tan. Daarom maken we de afspraak dat in rekenvraagstukken waar dergelijke functies voorkomen het aantal kenmerkende cijfers beperkt wordt tot drie (voor eindresultaten) Omdat het eindresultaat beïnvloed kan worden als je dikwijls tussenin afrondt spreken we af om enkel af te ronden op het einde (bij een eindresultaat)