Fysica hoofdstuk 1 : Mechanica. 1 e jaar 2 e graad (1uur)

Fysica – hoofdstuk 1 : Mechanica

1ejaar 2egraad (1uur)

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica

pag. 35

1.3 Dichtheid 1.3.1 Inleiding Wanneer we voorwerpen met een zelfde volume nemen dan is de massa zeker niet steeds dezelfde. Proef: Neem een zelfde volume aluminium, plastic en koper in je hand. Welke stof weegt het meest? ………………………………………………………… Welke stof weegt het minst? ………………………………………………………… Besluit: De massa is niet alleen afhankelijk van het ……………………………………… maar tevens van ……………………………………………………………………………………………

Verklaring:

Bij een andere stof zijn de particulen:

anders van vorm

anders gerangschikt

op een andere afstand

Dat wil zeggen dat de dichtheid verschilt.

1.3.2 Definitie De massa van één volume eenheid stof noemen we de dichtheid. (Dichtheid is dus een massa.)

Voorbeeld: 1 cm³ lood weegt 11,3 g dus de dichtheid is dan 11,3

g cm 3

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica 1.3.3 Formule

massa volume

dichtheid =

ρ=

pag. 36

m V

( ρ → lees " rho" )

ρ :dichtheid (eenheid : m : massa V : Volume Eenheid dichtheid =

Let op :

1

)

(eenheid : kg ) (eenheid : m3 of l )

eenheid massa kg kg = 3 ( of ) eenheid volume m l

kg g = 10 −3 3 m cm 3

1

kg m3

of

1

g kg = ................. 3 3 cm m

kg g = 1 3 l m

Denk na en antwoord •

Wat gebeurt er met de dichtheid van een stof als men:

de stof opwarmt? ………………………………………………………………

een druk uitoefent? ………………………………………………………........

Tabel: Dichtheden van enkele stoffen Vaste stoffen

g cm 3

Vloeistoffen

aluminium ijzer koper lood goud

2,71 7,86 8,93 11,37 19,3

alcohol benzine zwavelzuur kwik water

•

g cm 3 0,79 0,81 1,84 13,59 1

gassen

g l

waterstof helium methaan chloor lucht

0,089 0,18 0,70 3,21 1,29

Aluminium, lood en goud leggen we eerst op een wateroppervlak, daarna op een kwikoppervlak. Wat gebeurt er? Aluminium( ρ = ..........

g g ) ……………in water ………………… kwik( ρ = ......... ) 3 cm cm 3

g ) ………………… in water …………..............kwik cm 3 g goud ( ρ = .......... ) ………………… in water ……................… kwik cm 3

lood ( ρ = ..........

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica pag. 37 Welke gassen, vermeld in de tabel, stijgen op in de atmosfeer, welke blijven tegen de bodem hangen? Stijgen: ……………………………………………………. ……………………………………………………………… Dalen:

……………………………………………………..

Welke giftige gassen hebben de ernstigste gevolgen voor de mens als ze vrij komen: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………

Zet om naar wet. not en daarna naar de aangegeven eenheid.

0,500

g g kg = .......................... 3 = ........................... 3 3 cm cm m

13,59

g g g = .......................... 3 = ........................... 3 l cm cm

1500

kg kg g = .......................... 3 = ........................... 3 3 m m cm

Uitgewerkt voorbeeld: Een kubus met een ribbe van 5 cm heeft een massa van 338,75 g. Uit welke stof is hij opgebouwd? V= z3

z = 5 cm

m = 338,75 g

ρ=?

z kubus = 5 cm

Geg:

m = 338,75 g = 3,3875 ⋅ 10 2 g Gevr: Opl:

ρ

stof

=? Formule :

ρ=

m V

Vkubus = z 3 Berekening:

3

Vkubus = (5 cm ) = 125 cm 3 = 1, 25 ⋅10 2 cm 3

ρ=

3,3875 ⋅ 10 2 g g = 2,71 2 3 1,25 ⋅ 10 cm cm 3

Antwoord: Als we deze waarde opzoeken in de tabel mereken we dat deze dichtheid overeenkomt met de dichtheid van aluminium ( 2,71

g ) cm 3


pag. 38

Vraagstukjes:

Opgave 1: We wegen 56 g loodkorrels. Welk volume vertegenwoordigt dit? (oplossing: 4,93 cm3)

Oplossingsmethode:

Oplossing :

Onderlijn het gegeven, schrijf er de naam van grootheid bij en noteer deze grootheid met zijn symbool. Noteer de waarde van deze grootheid in het gegeven.

Geg:

Onderlijn het gevraagde, schrijf er het symbool van de grootheid bij.

Gevr.:

Noteer de gevraagde basisformule en indien nodig de afgeleide formule.

Formule:

Tip: Gebruik hiervoor het overzicht van de formules, grootheden en eenheden.

Noteer de waarden van de gegevens in de formule en bereken de gevraagde waarde.

Berekeningen:

Formuleer het antwoord.

Antwoord:

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica Naam: ................................................

pag. 39 Klas: ..............................

Opgave 2: De dichtheid van terpentijn = 0,84

g . Welk volume moeten we in een maatcilinder aflezen cm 3

om 200 g terpentijn te hebben? (oplossing: 2,38 . 102 ml )

Oplossingsmethode:

Oplossing :

Onderlijn het gegeven, schrijf er de naam van grootheid bij en noteer deze grootheid met zijn symbool. Noteer de waarde van deze grootheid in het gegeven.

Geg:


Gevr.:


Formule:



Berekeningen:


Antwoord:


pag. 40 Klas: ..............................

Opgave 3: Een kubusvormige blok marmer weegt 16 ton en de dichtheid van marmer is 2 de ribbe van de kubus. (oplossing: 2 . 102 cm)

Oplossingsmethode:

Oplossing :

Onderlijn het gegeven, schrijf er de naam van grootheid bij en noteer deze grootheid met zijn symbool. Noteer de waarde van deze grootheden in het gegeven.

Geg:


Gevr.:


Formule:



Berekeningen:


Antwoord:

g . Bereken cm 3


pag. 41 Klas: ..............................

Opgave 4: Een benzinetank van een wagen heeft een inhoud van 61 l. Hoeveel neemt de massa van de auto toe bij het voltanken? (oplossing: 4,95 101 kg)

Oplossingsmethode:

Oplossing :


Geg:


Gevr.:


Formule:



Berekeningen:


Antwoord:

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica Opgave 5:

pag. 42

Bereken voor de vloeistoffen uit de tabel de dichtheid in

Vloeistoffen :

g cm 3

alcohol

0,79

benzine

0,81

zwavelzuur

1,84

kwik

kg m3

kg l

13,59

water

1

Zet de dichtheid van de gassen om naar

Gassen :

kg kg en in ? 3 l m

g l

kg g en naar 3 m cm 3 kg m3

waterstof

0,089

helium

0,18

methaan

0,70

chloor

3,21

lucht

1,29

g cm 3

Samenvatting: Dichtheid is ............................................................................... Formule dichtheid :

ρ = .......................... ρ : ............................ (eenheid : ..............) m : ............................(eenheid : ..............) V : ............................( eenheid : .............)


pag. 43

1.4 Druk 1.4.1 Proeven en besluiten

Een gewicht op een spons plaatsen

Waarneming: een gewicht doet een ……………………………………………… ontstaan Merk op : Een gewicht is een …………………………… = ……………… Besluit:

KRACHT veroorzaakt een vervorming

Eerst een klein gewicht op een spons, daarna een groot gewicht op de spons.

Waarneming: Een groter gewicht veroorzaakt een ………………………… vervorming

Eerst een gewicht op een groot oppervlak op de spons, daarna hetzelfde gewicht op een kleiner oppervlak op de spons.

Waarneming: Bij een kleiner steunvlak is de vervorming (druk) ………………

Besluit: De vervorming is een maat voor druk.

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica De druk (vervorming) is afhankelijk van ……………………… factoren: •

…………………………………………………

•

…………………………………………………

pag. 44

De druk is ……………………………………… met de kracht d.w.z. als de kracht vergroot dan ………………………………………… de druk De druk is ……………………………………..... met het oppervlak d.w.z. als de oppervlakte vergroot dan ………………………………… de druk.

Definitie: De druk is de verhouding van de grootte van de kracht tot de oppervlakte 1.4.2 Formule

druk =

kracht oppervlakte

p=

F A

(Symbool voor druk: p ) (pressure) p: druk

(eenheid : Pa =

F : kracht

(eenheid : N)

N ) m2

A : Oppervlakte (eenheid : m2)

Eenheid voor druk =

eenheid kracht N = 2 = Pa ( Pascal ) eenheid oppervlakte m

Blaise Pascal is geboren in Clermont op 19 juni 1623 en overleed op 19 augustus 1662. Op zijn veertiende woonde Pascal vergaderingen bij samen met Roberval, Mersenne, Mydorge en andere Franse Meetkundigen. In 1641, toen hij 18 was, bouwde hij de eerste reken(kundige)machine. Hij bedacht ook de rekenkundige driehoek. “De Driehoek Van Pascal”. Hij was een van de eersten die besefte dat deze veranderingen in luchtdruk zouden kunnen samenhangen met veranderingen in het weer en hierdoor werd de weg vrijgemaakt voor het gebruik van de barometer voor de weersvoorspelling. Pascal was ook de eerste die aantoonde dat de luchtdruk bij het toenemen van de hoogte kleiner wordt.

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica 1.4.3 Toepassingen •

pag. 45

Voor het bekomen van een hoge druk: Kies voor: •

een klein …………………………………………………………

•

een grote …………………………………………………………

Voorbeelden : ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… •

Voor het bekomen van een lage druk: Kies voor: •

een groot …………………………………………………………

•

een kleine …………………………………………………………

Voorbeelden: ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………

Verklaar volgende voorbeelden:

Hoge hakken

en

olifantspoten,................................. enige gelijkenis?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Wat doet die fakir op zijn spijkerbed?

…………………………………………………………………… …………………………………………………………………… …………………………………………………………………… ……………………………………………………………………


pag. 46

Is het nu een punaise of een duimspijker?

…………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………… Hoe haal jij die schaatser uit het water die door het wak in het ijs zakte?

………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Uitgewerkt voorbeeld

Een kracht van 800 N werkt op een oppervlak van 200 cm². Bereken de druk. Kracht: F Geg:

Opp : A

druk: p?

F = 800 N = 8 ⋅ 10 2 N A = 200 cm 2 = 2,00 10 2 cm 2 = 2,00 10 2 10 −4 m 2 = 2,00 10 −2 m 2

Gevr: Opl:

p=? Formule :

p=

Berekening: =

F A

p =

8 ⋅ 10 2 N 2 ⋅ 10 − 2 m 2

4 ⋅ 10 4 Pa

Antwoord: De druk bedraagt

4 ⋅ 10 4 Pa


pag. 47 Klas: ..............................

Opgave 1: Een druk van 3 kPa ontstaat uit een kracht van 500 N. Bereken het oppervlak dat dit gewicht steunt. (oplossing : 1,67. 10-1m2) Oplossingsmethode:

Oplossing :


Geg:


Gevr.:


Formule:



Berekeningen:


Antwoord:


pag. 48 Klas: ..............................

Opgave 2: Een kracht werkt op een oppervlak van 800 cm². De maximale druk mag 5 kPa zijn. Welk gewicht mag er op het oppervlak steunen? (oplossing : 4.102N) Oplossingsmethode:

Oplossing :


Geg:


Gevr.:


Formule:



Berekeningen:


Antwoord:

Fysica 1ejaar 2egraad (1uur): hoofdstuk 1 : Mechanica Opgave 3:

pag. 49

Een zware kast met een gewicht van 3000 N staat op vier poten en doet de vloertegels barsten. Hoe groot wordt de druk als we onder de poten eerst blokjes van 10 cm² schuiven en daarna blokjes van 20 cm² gebruiken? (oplossing: 7,5.102kPa en 3,75.102kPa) Oplossingsmethode:

Oplossing :


Geg:


Gevr.:


Formule:



Berekeningen:


Antwoord:


pag. 50

Toets jezelf !!!

☺ Kan je volgende vraagstukjes zelfstandig oplossen ?

1.

Bereken de druk die een persoon van 60 kg op de sneeuw uitoefent. a) als hij op zijn schoenen loopt bedraagt het oppervlak 200 cm² per voet. (oplossing: 6,8.103Pa) b) als hij ski’s gebruikt van 180 cm lang en 12 cm breed. (oplossing: 7,35.102Pa)

2.

Bereken de druk die jij uitoefent op de vloer a) als je op een stoel zit met vier poten van elk 9 cm² b) als je rechtop staat. (Hoe ga je het oppervlak van 1 voet zoeken?)

Samenvatting: De druk is de verhouding van de grootte van de kracht tot de oppervlakte

p = .................. p: ............. .... (eenheid : ...............) F : ..................(eenheid : ...............) A : .................. (eenheid : ..............) •

Voor het bekomen van een hoge druk: Kies voor:

•

•

een klein …………………………………………………………

•

een grote …………………………………………………………

Voor het bekomen van een lage druk: Kies voor: •

een kleine …………………………………………………………

•

een groot …………………………………………………………

Fysica hoofdstuk 1 : Mechanica. 1 e jaar 2 e graad (1uur)

Recommend Documents