Kinematica en dynamica
Natuurkundige grootheden en eenheden
Wat een natuurkundige grootheid en een eenheid zijn, het SI-stelsel, voorvoegsels van micro tot giga, tienmachten en het omrekenen van eenheden, ook van km/h naar m/s. Met rekenmachine.
Scalaire en vectoriële grootheden
Het verschil tussen een scalaire en een vectoriële grootheid, hoe je vectoren optelt en met een getal vermenigvuldigt en hoe je ze met sinus, cosinus en de stelling van Pythagoras in componenten ontbindt.
Beweging en rust
Waarom beweging en rust relatief zijn, wat een referentiestelsel, een puntmassa en een baan zijn, wat het verschil is tussen afgelegde weg en verplaatsing en hoe bewegingen worden ingedeeld.
Snelheid
Wat snelheid is en hoe je haar berekent, gemiddelde en momentane snelheid, waarom heen 60 en terug 40 km/h geen gemiddelde van 50 geeft en waarom snelheid een vector is. Met rekenmachine.
Eenparige rechtlijnige beweging
Beweging met constante snelheid langs een rechte lijn: de formules s = v·t en s = s₀ + v·t, waarom de grafiek van de afgelegde weg een rechte lijn is waarvan de steilheid de snelheid is, en hoe je de afgelegde weg uit de snelheidsgrafiek afleest.
Zo los je opgaven over kinematica en dynamica op
Een aanpak voor natuurkundeopgaven stap voor stap: de gegevens noteren, eenheden omrekenen, een schets maken, de algemene oplossing, eenhedencontrole, het resultaat schatten en typische fouten.
Contextopgaven over beweging
Hoe je contextopgaven over beweging oplost: twee auto's naar elkaar toe, inhalen, een trein in een tunnel en een schip met en tegen de stroom in. Oplossen met een vergelijking of met het snijpunt van grafieken.
Versnelling
Wat versnelling is en waarom ze in m/s² wordt gemeten. De formule a = Δv/Δt, optrekken en remmen, versnelling in een bocht aan de hand van een rotonde en de g-kracht in veelvouden van g.
Eenparig versnelde beweging
Beweging met constante versnelling: de formules v = v₀ + at en s = v₀t + ½at² uit de oppervlakte onder de snelheidsgrafiek, de grafiek van de afgelegde weg als parabool en het verband v² = v₀² + 2as.
Remmen en remweg
Waar komt de auto tot stilstand: reactieafstand, remweg en stopafstand. Waarom dubbele snelheid een vier keer zo lange remweg betekent. Rekenmachine.
Vrije val
Waarom een hamer en een veer op de maan even snel vallen. Vrije val met versnelling g, formules voor snelheid en hoogte, een put, een sprong van een toren en een rekenmachine.
Samengestelde bewegingen
Hoe bewegingen worden samengesteld: lopen op een roltrap, een bootje dat door de stroom wordt meegevoerd over een rivier en schuine regen vanuit een auto. Het onafhankelijkheidsprincipe van bewegingen en berekeningen stap voor stap.
Eenparige cirkelbeweging
Hoe je een beweging langs een cirkel beschrijft: omlooptijd en frequentie, hoek in radialen, hoeksnelheid en het verband v = ωr. Waarom de rand van een draaimolen sneller gaat dan de plekken bij het midden.
Middelpuntzoekende versnelling
Waarom een voorwerp op een cirkel een versnelling heeft, ook als het steeds even snel rijdt. De formule a = v²/r = ω²r, de afleiding uit een afbeelding en voorbeelden met een bocht, de aarde en een wasmachine.
Kracht
Wat kracht is, hoeveel één newton is en hoe krachten worden samengesteld en ontbonden. Resulterende kracht, krachtenevenwicht en waarom een kabel met een lamp niet recht te spannen is.
Eerste wet van Newton
De traagheidswet: waarom een voorwerp zonder resulterende kracht stilstaat of eenparig rechtlijnig beweegt. Een bus, een tafelkleed onder het servies, gordels en het inertiaalstelsel.
Tweede wet van Newton
De wet F = m · a: hoe je de versnelling uit kracht en massa berekent en omgekeerd. Massa als maat voor traagheid, de definitie van de newton en waarom zware en lichte voorwerpen even snel vallen.
Derde wet van Newton
De wet van actie en reactie: waarom krachten altijd in een paar op twee verschillende voorwerpen ontstaan. De paradox van paard en wagen, lopen, zwemmen, een raket en een boek op tafel.
Zwaartekracht en gewicht
Het verschil tussen massa en gewicht, de zwaartekracht en haar formule, wat de weegschaal in de badkamer aangeeft, de normaalkracht en waarom we zwaarder zijn in een lift die omhoog optrekt.
Impuls en stoot
Wat de impuls p = m · v en de stoot F · Δt zijn. Waarom een airbag, een valmat en losse armen de kracht van een botsing verkleinen en hoe je de tweede wet van Newton met impuls opschrijft.
Wet van behoud van impuls
Waarom de totale impuls van een geïsoleerd systeem niet verandert. Afleiding uit de derde wet van Newton, de terugslag van een geweer, schaatssters, een botsing van wagons en een raket.
Wrijving
Statische wrijving en schuifwrijving, de formule voor de wrijvingskracht en een tabel met wrijvingscoëfficiënten. Waarom een kast moeilijker in beweging komt, waar wielen goed voor zijn en waar de vertraging bij het remmen vandaan komt.
Hellend vlak
Hoe je de zwaartekracht op een hellend vlak ontbindt, hoe groot de versnelling van een slee op een helling is met en zonder wrijving en wanneer een voorwerp blijft staan. Een uitgewerkte opgave stap voor stap.
Middelpuntzoekende kracht
Wat een voorwerp op een cirkel houdt en met welke kracht. De formule F = mv²/r, een steen aan een touwtje, een auto in een bocht, de maximale snelheid per ondergrond en overhellende bochten.
Schijnkrachten
Wat de traagheidskracht en de middelpuntvliedende kracht zijn, waarom alleen de meerijdende ze voelt en waarom een beschrijving van buiten en van binnen hetzelfde resultaat geeft. Trein, lift en draaimolen.
Opgaven kinematica met uitwerkingen
Dertien uitgewerkte opgaven kinematica stap voor stap: afgelegde weg en verplaatsing, gemiddelde snelheid, versnelling, remweg, vrije val, cirkelbeweging en aflezen uit een grafiek.
Opgaven dynamica met uitwerkingen
Dertien uitgewerkte opgaven dynamica stap voor stap: krachten samenstellen, wetten van Newton, een lift, impuls en botsingen, wrijving, hellend vlak, een bocht en traagheidskracht.
