Introductie

2. Introductie Werkboek en foto’s Met dit pictogram maak je eenfoto van de pagina. Door het pictogram aanteklikkenkomt de foto in je verslagtestaan. De foto-knopwordtgebruiktom het scherm vast teleggen. Met de werkboek-knopwordenfoto’s en tekstvastgelegd in het werkboek van de Spark. De keuze-knopwordtgebruiktom je verslagteexporteren of aftedrukken. Opmerking: je kaneenfotomaken van de eerstepagina van je werkboek en ditdanalsvoorblad van je verslaggebruiken.

3. Vraagstelling Hoe verhoudtzich de energie van eenwagen op de top van eenachtbaan tot de energie van dezelfdewagen op de grond?

4. Achtergrond Potentiëlezwaartekrachtenergie of energie van eenbepaaldepositiewordtgedefinieerdals: GPE = mgh Vooreen object op aardeblijft de massa m en de versnelling ten gevolge van de zwaartekrachtg constant. Daarombeïnvloedt alleen de verandering in hoogte h elke verandering in potentiële zwaartekracht energie GPE.

5. Achtergrond Voor de kinetischeenergie of de energie van beweging is de vergelijking: Voorhetzelfde object met eenconstantemassa is elkeverandering in bewegings- energie KE het gevolg van eenverandering in snelheidv. 1 2 KE = mv2

6. Achtergrond In eengeslotensysteemwordt de TotaleEnergie TE gedefinieerdals de som van de verschillendesoortenenergie: TE = KE + GPE + Warmte + Licht + … Wijmakenonseigengeslotensysteem en beperken de vormen van energie die veranderen tot bewegingsenergie en potentiële zwaartekracht om te bekijken hoe deze veranderen en hoe ze zich verhouden tot de Totale Energie van het systeem. TE = KE + GPE

7. Benodigdheden en materialen Verzamel al dezematerialenalvorens met het experiment tebeginnen • bewegingssensor • wagen met zuiger • hoek indicator • stoot-einde • statiefklem • pascobaan • statief • balans (1 per groep)

8. Zet in de juistevolgorde De stappen links staanniet in de juistevolgorde. Doe dit nu en maakeenfoto van dezepagina. A.Aan de hand van de grafiekbepaal je de afstanddafgelegd door het wagentje. B.Verbind de baanaan het statief met de klem. C.Neem de afgelegdeafstandd en de hoek van de afteleggen route θom de maxiumhoogtehtebepalen die het wagentjeheeftbereikt. D.Verzamel de gegevens, druk op de start-knopom het wagentjetelanceren.

9. Opstelling • Bevestig het stoot-eindeaaneeneinde van de Pasco-baan. Bevestig de statiefklemaan het andereeinde van de baan. • Bevestig de bewegingssensor op het laatstesteilestuk met de voorkant van de sensor gericht op het stoot-einde. • Zorgdat de schakelaaraan het uiteinde van de bewegingssensorgericht is op het icoontje van het wagentje: Let op: plaats de statiefklem direct achter de bewegings- sensor, opdatdezenietinterfereert.

10. Opstelling Meet het gewicht van het wagentje en maakeenfoto van dezepagina. • Monteer de hoek indicator aan de zijkant van de baanzodichtmogelijkbij de bewegingssensor. • Sluit de bewegingssensoraan op de Spark. • Gebruikeenbalansom de massatemeten van het wagentje en vuldatgewicht in de tekstbox in. • Plaats het wagentje met de uitgetrokkenzuiger op de baantegen het stoot-einde.

11. Opstelling Druk op om de meetgegevensteverzamelen. Druknaeenpaarsecondenopnieuw op om het verzamelen van meetgegevenstestoppen. Leg de oorspronkelijkepositie van het wagentjet.o.v. de bewegingssensor, zichtbaar op de digitale display, in het tekstkader vast en maak en foto van dezepagina.

12. Opstelling Maakeenkeuze en neemeenfoto van dezepagina. • Vr.1: Waarom is de zuiger van het wagentjeuitgetrokken? • Om de lengte van de zuiger vast testellen. • Om vast testellen of het wagentjekangaanrijden. • Om vast testellenwaar de veer zijnmaximalekrachtheeft. • Om het moment vast testellenwaar de zuigergeeninvloedmeerheeft op de beweging van het wagentje.

13. Opstelling Na de geschiktehoek van de baantehebbenvastgesteld leg je dezehoek vast in je tekstbox en maak je ereenfoto van. Druk de zuiger in het wagentje net zover tot het blokkeert. Plaats het wagentjeonderaan de baan met de zuiger van het wagentjetegen het stoot-einde. Druk op de ontspanknop van de zuiger, boven op het wagentje, om het wagentjetelanceren. Observeer hoe ver het wagentje de baan op gaat. Pas de hoek van de baanaan, zodanigdat het wagentjenietdichterdan 15 cm van de bewegingssensorkomtnalancering.

14. Meten Druk de zuigergeheel in tot het tot het blokkeert. Plaats het wagentjeonderaan de baan. Druk op om de meetgegevensteverzamelen. Druk de ontspanknop van de zuiger in om het wagentjetelanceren. Laat het wagentje 2 keerbotsen, drukdan op om het verzamelen van de meetgegevenstestoppen.

15. Gegevensverwerking • Meet de afstanddtussen het stoot-einde en de dichtstbijzijndepositie van het wagentjet.o.v. de bewegingssensor*. • * De afstandtussen de twee meetpunten: • Druk op om het hulppaletteopenen. • Druk op en druk op de twee buitenstepunten van het afgelegdetraject • Pas aanm.b.v. . Druk op • Druk op om het verschilweertegeven.

16. Gegevensverwerking • Nadat je de maximalehoogteh hebtberekendsamenmet de potentiële energie GPE van het systeem neem je een foto van deze pagina. Gebruik de afgelegdeafstandd en de hoek van de baanom de maximalehoogtehuitterekenen, die het wagentjeheeftafgelegd. Gebruikh, de versnelling ten gevolge van de zwaartekrachtg(9.8 m/s2) en de massa van het wagentjemom de GPEvan het systeemteberekenen met het wagentjebovenaan de baan. GPE = mgh

17. Gegevensverwerking • Gebruik het hulppaletomom de aanvankelijkesnelheidv van het wagentjetebepalen op het moment dat het wagentje het stoot-eindeverlaat*. • * De X en Y waarden van een punt bepalen: • Druk op om het hulppaletteopenen. • Druk op en druk op het tebepalen punt. • Druk op of om de nabijgelegenpuntenteselecteren.

18. Analyseren Wat is de kinetischeenergie op het moment dat het wagentje tot een stop komt op het hoogste punt van de baanomvervolgensweerterugterollen? Waarom? Schrijf je antwoord op in de tekstboxhieronder, maakervervolgenseenfoto van.

19. Gegevensverwerking Als je de KE hebtberekendnoteer je die hieronderevenals de waardev en maak je eenfoto. Gebruik de aanvankelijkesnelheidv van het wagentje en de massa van het wagentjeom de kinetischeenergie van het systeemteberekenen met het wagentjeonderaan de baan. 1 2 KE = mv2

20. Analyseren Indien het punt waar het wagentje het stoot-eindeverlaat het laagste punt is van het systeem, wat is dan de potentiële zwaartekracht energie van het systeem op dit punt? Waarom? Vul je antwoordhieronder in en maakeenfoto van dezepagina.

21. Gegevensverwerking • Gebruik de hulpmiddelenom de GPE van het systeemtebepalen op eenderde punt in de tijdvoor de eerstebotsing. Vul de berekende GPE waarde in.

22. Gegevensverwerking • Gebruik het hulppaletom de KE van het systeemtebepalen op hetzelfde punt in de tijd op de curve. Vul de berekende KE hieronder in.

23. Analyseren Gebruik de twee berekendewaarden van de vorigepagina’s, bereken de TotaleEnergie van het systeem op het derde punt in de tijd. Hoe verhoudt de TotaleEnergie van het systeemzicht.o.v de drieverschillendepunten in de tijd? Is erenergiebehoudengebleven? Leg uit.

24. Analyseren • Op welk punt was de kinetischeenergie op het afgelegdetraject het grootst? Waarkomt de oorspronkelijkeenergievandaan?

25. Analyseren De tweede en derdebotsing van het wagentjewaren minder heftigdan de eerstebotsing, suggererenddater minder energie was. Waar is de energiegebleven? In welkevorm was de energietoenverdwenen?

26. Samenvatting • Eenboog van eenboogschutterkan 80 J energiebevattenalsdezewordtgespannen. Indienalleenergiewordtomgezet in kinetischeenergiewanneer de boogwordtontspannen, wat is dan de snelheid van de 0,1 kg pijlbij het loskomen van de boog?

27. Meerkeuzevraag Vul het juisteantwoord in en maakeenfoto van dezepagina. • Wat is de potentiëlezwaartekracht energie van een kan melk van 4 Kg, geplaatst op de rand van een toonbank, 1,2 m boven de grond? • 47,1 J • 471 J • 0 J • Er is onvoldoendeinformatie

28. Meerkeuzevraag Kies het juisteantwoord en maakeenfoto van de pagina. • Eenbobslee en haarrijderhebbensameneenmassa van 100 Kg. Zekomen van eenhelling met eenvaart van 72 Km/u. Steldat de potentiële zwaartekracht energie overgaat in kinetische energie. Hoe hoog is de helling dan? • 204 m • 42 • 20.4 m • 264.2 m

29. Meerkeuzevraag Kies het juisteantwoord en vuldithieronder in. Maakeenfoto van de pagina. • De slinger van eengroteklokzwaait 10 meter omhoogboven de grond. Wanneer de slinger het laagste punt bereiktbedraagt de snelheid 14m/s². Wat is de massa van de slinger? • 1000 kg • 100 kg • 9,81 kg • Er is onvoldoendeinformatie.

30. Gefeliciteerd Je hebt je onderzoekklaar. Volg de instructies van de docent omalles op teruimen en de resultaten van het onderzoek door tegeven.

31. Naslag • Alleillustratieszijnafkomstiguit PASCO documentatie, clip art uit het publiekedomein, of Wikimedia. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rollercoaster_dragon_khan_universal_port_aventura_spain.jpg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Energy-p-k-i.svg http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acela_2000.jpg http://www.freeclipartnow.com/office/paper-shredder.jpg.html