Arbeid en energie
Korte herhaling
Als op voorwerp een kracht werkt,
en voorwerp ondergaat
verplaatsing, dan levert kracht
arbeid op voorwerp.
Formule : W = Fs
Bovenstaande is alleen geldig voor :
Constante kracht
Kracht heeft zelfde zin en richting als
Kracht niet evenwijdig met verplaatsing
Alleen component evenwijdig met verplaatsing levert arbeid. W positief : kracht levert arbeid op voorwerp. W negatief : kracht ontrekt arbeid op voorwerp. Kracht loodrecht op verplaatsing : geen arbeid.x
F
W
cos
Arbeid verricht door niet-constante
kracht
i i i mx
F
W
,Arbeid verricht door niet constante
kracht.
De arbeid verricht
door een
niet-constante kracht is het oppervlak onder het F,x diagram.
i x xdx
x
F
W
0)
(
Energie
Energie van een voorwerp =
mogelijkheid van dat voorwerp om
arbeid te leveren op een ander
voorwerp.
Kinetische energie : energie die
voortkomt uit bewegingstoestand.
Potentiële energie : energie die
Kinetische energie
Arbeid geleverd door resulterende kracht
op voorwerp is verschil in kinetische energie. 2 2
2
1
2
1
A Bmv
mv
W
Potentiële energie
Een voorwerp kan potentiële
energie bezitten als er een
conservatieve kracht inwerkt op het
voorwerp.
Een kracht is conservatief als de
arbeid verricht door die kracht
onafhankelijk is van de gevolgde
weg, enkel van begin en eindpunt.
Zwaartekracht is een conservatieve
kracht
Definitie potentiële energie
De potentiële energie van een voorwerp,
waarop conservatieve krachten inwerken, in positie P ten opzichte van een
referentiepunt O, is de arbeid die geleverd wordt door de conservatieve krachten als het voorwerp verplaatst wordt van P naar O.
In O is de potentiële energie 0 J. Potentiële energie is relatief.
Arbeid door conservatieve krachten langs
Arbeid en potentiële energie
Het verschil in potentiële energie is de arbeid verricht door de conservatieve krachten. B p A p ef ConservatiE
E
W
,
,Behoud van energie (1)
Als er ENKEL conservatieve
krachten inwerken op voorwerp
geldt er :
B totaal A totaal B p B k A p A kE
E
E
E
E
E
, , ,. , , ,
Behoud van energie (2)
Werken er zowel conservatieve als
niet-conservatieve krachten in op voorwerp, dan geldt er : NC B totaal A totaal NC B p B k A p A k