Samenvatting Natuurkunde Concepten

Flashcards over natuurkunde concepten zoals fundamentele grootheden, vectoren, newton's wetten, energie, impuls, rotatie, golven, thermodynamica, en elektriciteit.

Fundamentele grootheden

Lengte, massa, tijd, temperatuur, stroom

Dimensie

Combinatie van fundamentele eenheden, uitgedrukt in dimensieformule

Scalair

Grootheid die enkel een numerieke waarde heeft en een eenheid

Vector

Grootheid met een grootte en een richting

Verplaatsing

Verandering van positie, vector, [L]

Snelheid

Verhouding tussen een verplaatsing Δx en het tijdsinterval Δt waarin de verplaatsing gebeurde  [L]/[T]

Versnelling

Verhouding tussen een verandering van snelheid Δv en het tijdsinterval Δt waarin de verandering gebeurde  [L]/[T²]

Eenparige rechtlijnige beweging

Beweging waarvan de snelheid niet verandert in grootte en in richting: v = v0

Eenparige versnelde rechtlijnige beweging

Beweging waarvan de versnelling niet verandert in grootte en in richting: a = a0

Vrije val

Beweging van een voorwerp dat alleen maar onderhevig is aan de invloed van de zwaartekracht

Projectielbeweging

Beweging van een voorwerp onder invloed van de zwaartekracht

Bereik

Verschil tussen de maximale en minimale waarde van een positie, hoek, snelheid of versnelling

Kracht

Grootheid die een verandering veroorzaakt in de snelheid of vorm van een voorwerp  [M][L][T^–2]

Massa

Hoeveelheid materie in een voorwerp  [M]

1e wet van newton

In de afwezigheid van een netto kracht verandert de snelheid van een voorwerp niet

2e wet van newton

F = m*a

3e wet van newton

Als voorwerp 1 een kracht uitoefent op voorwerp 2, dan oefent voorwerp 2 een even grote maar tegengestelde kracht uit op voorwerp 1

Contactkrachten

Actie en reactie tussen twee voorwerpen die elkaar raken

Gewicht W

De aantrekkingskracht uitgeoefend door de aarde op het voorwerp

Schijnbaar gewicht

De normaalkracht van het draagvlak op ons lichaam

Normaalkracht

De kracht door een draagvlak uitgeoefend op een voorwerp

Dynamische wrijvingskracht

Oppervlakten die tegen elkaar aan wrijven met een relatieve snelheid

Statische wrijvingskracht

Verhinderd dat een voorwerp beweegt

Spankracht

De kracht dat je zou moeten uitoefenen om het touw samen te houden, als het touw gesneden zou worden. —> bepaald door een beweging van het systeem

Elastische kracht

Een kracht is elastische als de grootte evenredig is met de afstand tot een evenwichtpositie en de richting naar de evenwichtpositie wijst

Translatie-evenwicht

Resultante kracht op dat voorwerp nul is, constante snelheid

Verbonden voorwerpen

Kracht uitgeoefend op voorwerpen met elkaar verbonden  dezelfde snelheid en versnelling

Arbeid

De arbeid van een kracht op een voorwerp is het product van a) de component van de kracht in de richting van de verplaatsing met b) de verplaatsing  [M][L2][T^–2]

Energie

De energie van een voorwerp in een toestand (t.o.v. een referentie) is gelijk aan de totale arbeid die moet verricht worden om het voorwerp vanuit de referentietoestand naar de huidige toestand te brengen  [M][L2][T–2]

Kinetische energie

Energie die een voorwerp heeft doordat het beweegt

Vermogen

Het vermogen van een kracht is de verhouding tussen de arbeid geleverd door de kracht in een tijdsinterval Δt en het tijdsinterval Δt  [M][L2][T–3]

Conservatieve krachten

Een kracht is conservatief als de arbeid geleverd door de kracht hangt niet af van het pad, maar alleen van het begin- en het eindpunt

Potentiële energie

energie door een positie in het krachtveld

Mechanische energie

De som van kinetische en potentiële energie van een voorwerp (in aanwezigheid van conservatieve krachten)  wanneer alle krachten conservatief zijn, wordt de mechanische energie van een voorwerp behouden

Impuls

Impuls van een voorwerp is het product van de massa en de snelheid van het voorwerp  vector, kg m/s

Algemene vorm 2e wet van newton

F = ∆p / ∆t

Krachtstoot

De stoot is het product van de kracht en het tijdsinterval waarover de kracht inwerkt  vector, I = F * ∆t

Behoud van impuls

Als de som van de uitwendige krachten op een systeem van voorwerpen nul is, dan blijft de totale impuls van het systeem onveranderd

Botsingen

Voorwerpen die elkaar raken en impuls en kinetische energie uitwisselen

Elastische botsing

Kinetische energie is behouden

Inelastische botsing

Alleen impuls in behouden

Massacentrum

Massacentrum van een systeem is een punt gedefinieerd als het afgewogen gemiddelde van alle massa’s van het systeem —> afhankelijk van de uitwendige krachten die erop inwerken

Poolhoek

Een van de poolcoördinaten van een punt: hoek, gemeten tegen de klok in, tussen de x-as en de lijn door de oorsprong en het punt  scalair, SI: radiaal

Hoeksnelheid

Verhouding tussen de verandering van een poolhoek Δθ en het tijdsinterval Δt waarin dit gebeurt  scalair, radialen/sec

Hoekversnelling

Verhouding tussen de verandering van hoeksnelheid Δω en het tijdsinterval Δt waarin dit gebeurt  scalair, rad/s²

Periode

Tijdsduur tussen twee ogenblikken waarbij een beweging neemt dezelfde waarde van positie, snelheid en versnelling terug  s

Tangentiële snelheid

De snelheid van een punt dat zich langs een cirkelvormig pad beweegt

Tangentiële en centripetale versnelling

Componenten van de versnelling van een algemene beweging

Rotationele kinetische energie

De energie die een voorwerp bezit door zijn rotatie rond een as  [M][L2][T^-2]

Traagheidsmoment

Voor een punt met een massa, het traagheidsmoment ten opzichte van een rotatieas is het product tussen de massa en het kwadraat van de afstand tussen het punt en de as  scalair, kg*m²

Behoud van energie voor een rollend voorwerp

K = ½ mv² + ½ I ω²

Krachtmoment

Het krachtmoment van een kracht ten opzichte van een as is het product tussen de kracht en de afstand tussen de kracht en de as  Nm, vector

Arbeid van een krachtmoment

Een krachtmoment dat inwerkt over een hoekverplaatsing levert arbeid, net zoals een kracht die over een afstand inwerkt

Statisch evenwicht

Een voorwerp is in statisch evenwicht wanneer het in rust is Dit betekent dat het voorwerp geen translatie en geen rotatie uitvoert

Impulsmoment

L = I*ω

Periodieke beweging

Beweging van een voorwerp dat, na een constant tijdsinterval T (periode), neemt dezelfde positie, snelheid en versnelling terug

Frequentie

Drukt het aantal cycli per tijdseenheid uit

Eenvoudige harmonische beweging

Een rechtlijnige beweging van een voorwerp rond een evenwichtpositie; de versnelling is, in elke positie, evenredig met en tegengestelde aan de afstand tot de evenwichtpositie: a = –ω² x

Slinger

Bestaat uit een puntmassa m die opgehangen is aan een draad of staaf met lengte L

Fysische slinger

Een reëel object (geen puntmassa) dat oscilleert door de zwaartekracht die op het massacentrum inwerkt

Golf

Verstoring die zich door een medium voortbeweegt. Golfen dragen energie mee.

Longitudinale golf

Verplaatsing van het medium is in de voorplantingsrichting van de golf

Transversale golf

Verplaatsing van het medium is tegengesteld aan de voorplantingsrichting van de golf

Amplitude A

Maximale verplaatsing of verandering van snelheid die oscilleert

Golfsnelheid v

v = afstand / tijd = λ/T = λf

Golflengte λ

Afstand waarover een golf zich herhaalt

Periode T

De tijd nodig voor een golflengte om een bepaald punt te passeren

Frequentie f

f = 1/T

Geluid

Geluid wordt veroorzaakt door longitudinale golven die zich door de lucht (of een andere medium) voortplanten, en de mediumdeeltjes samendrukken en uitrekken

Geluidsintensiteit

Is de energie per tijdseenheid (=vermogen) van een geluidsgolf door een oppervlak, gedeeld door de grootte van het oppervlak  W/m²

Intensiteitsniveau

Logaritmische schaal die wordt gebruikt om de geluidsintensiteit te meten

Dopplereffect

De verandering van toon van geluid als bron en observator bewegen tov elkaar

Staande golven

Ieder punt voert een oscillatie uit, maar de amplitude is verschillend voor elk punt

Fundamentele frequentie

Laagste frequentie

Hogere harmonischen

Hogere frequenties

Zwevingen

Interferentiepatroon van 2 golven met verschillende frequentie  geeft een golf met amplitude die verandert in tijd

Dichtheid

Dichtheid van een voorwerp is de verhouding tussen de massa en het volume van het voorwerp  scalair, kg/m³

Druk

De druk op een oppervlak is de verhouding tussen de loodrechte component van de kracht en de oppervlakte  scalair, N/m²

Principe van pascal

Een druk, die op een oppervlak van een fluïdum wordt uitgeoefend, zal zich onverminderd naar alle andere punten voortplanten

Continuïteit

Bij een stromende vloeistof, dezelfde massa stroomt door alle dwarsdoorsneden. Dit betekent dat de vloeistof stapelt zich niet of verdwijnt niet; en dat de snelheid neemt toe als de doorsnede kleiner wordt

Warmte

Energie uitgewisseld tussen twee voorwerpen die niet in thermisch evenwicht zijn+ de energie die getransfereerd wordt als gevolg van een temperatuursverschil

Temperatuur

Eigenschap van een voorwerp de maat van hoe koud of warm het voorwerp is

0e wet van thermodynamica

Als een voorwerp A in thermisch evenwicht is met een voorwerp B en een voorwerp B in thermisch evenwicht met een voorwerp C, dan zullen voorwerpen A en C in thermisch evenwicht zijn als ze in thermisch contact gebracht worden

Uitzetting

Expansie van een voorwerp bij opwarming (sommige stoffen krimpen bij opwarming)

Warmtecapaciteit

Verhouding tussen de toegevoegde warmte en de toename in temperatuur  J/°

Soortgelijke warmte

Verhouding tussen de toegevoegde warmte en de toename in temperatuur per eenheid van massa  J/(Kg*°)

Geleiding

De stroom van warmte rechtstreeks doorheen een fysisch materiaal

Convectie

De stroom van een fluïdum ten gevolge van een temperatuursverschil, zoals vb opstijgende warme lucht

Straling

Alle voorwerpen geven straling af als elektromagnetische golven

Ideale gassen

Een gas dat aan de ideale gaswet voldoet: PV = NkT

Dampspanning

Berekende waarde van de druk waarop een vloeistof in evenwicht zou blijven met de gas die boven staat; m.a.w.: druk die nodig is om een stof in vloeibare vorm te houden

Latente warmte

De warmte die moet worden toegevoegd of afgevoerd om een kg van een stof om te zetten van 1 aggregatietoestand naar de andere  L = Q/m

1e wet van de thermodynamica

Bij een proces tussen twee toestanden, stel Q als de toegevoegde warmte aan het gas en W de arbeid geleverd door het gas: dan is de grootheid Q – W niet afhankelijk van het proces, maar alleen van de begin- en eindtoestanden

Thermisch proces

Verandering van toestand van een systeem (ideaal gas) door uitwisseling van warmte en levering van arbeid (W = P*∆V)

Constante druk

Arbeid geleverd door een expanderend gas

Constant volume

Geen beweging  geen arbeid geleverd W=0

Constante temperatuur

De druk verandert omgekeerd evenredig met het volume

Adiabetisch proces

Er vloeit geen warmte van of naar het systeem (geïsoleerd systeem) Q = 0

Elektrische lading

Eigenschap van een voorwerp of stof, die de bron is van elektrische krachten (C)

Geleider

Een materiaal waarvan de geleidingselektronen vrij kunnen bewegen. Als een geleider een surplus aan ladingen heeft, dan worden deze verdeeld over het ganse oppervlak (vb metalen)