Practicum: Energiebehoud op een helling – Klas 4 HAVO

In dit practicum voor 4 havo toets je de wet van behoud van energie: zwaarte-energie (E_z = mgh) wordt omgezet in kinetische energie (E_k = ½mv²) bij een bal die van een helling rolt.

Leerdoel

Na dit practicum kun je E_z en E_k berekenen, de wet van behoud van energie toepassen en het rendement van de omzetting bepalen.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 4 | Vak: Natuurkunde | Domein: C2 Energieomzettingen

Benodigdheden

Instelbare helling (10°–30°)
Bal of rolwagentje
Fotosensor op twee posities (boven en onder)
Meetlint en weegschaal

Achtergrondinformatie

Wet van behoud van energie: E_z,begin = E_k,eind + E_verlies. Rendement: η = (E_k / E_z) × 100%.

Werkwijze

Weeg de bal (m). Stel drie hoogtes in: h = 0,10 m; 0,20 m; 0,30 m.
Laat de bal starten. Meet v onderaan via de fotosensor.
Bereken E_z = m × g × h en E_k = ½ × m × v².
Bereken het rendement per hoogte.

Meettabel (m = 0,200 kg)

h (m)	E_z (J)	v gemeten (m/s)	E_k (J)	η (%)
0,10
0,20
0,30

Verwerkingsvragen

Bereken E_z en theoretische v bij h = 0,25 m (m = 200 g).
Als v_gemeten = 1,9 m/s, wat is dan het rendement?
Noem twee oorzaken van energieverlies.

Uitwerking

h (m)	E_z (J)	v (m/s)	E_k (J)	η (%)
0,10	0,196	1,35	0,182	93
0,20	0,392	1,90	0,361	92
0,30	0,589	2,30	0,529	90

V1: E_z = 0,200 × 9,81 × 0,25 = 0,491 J; v = √(2 × 0,491 / 0,200) = 2,21 m/s.

V2: E_k = ½ × 0,200 × 1,9² = 0,361 J; η = (0,361 / 0,491) × 100% = 74%.

V3: Rolwrijving en luchtweerstand (warmte), plus rotatie-energie van de rollende bal.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert hellingbanen, fotosensoren en weegschalen voor energie-experimenten.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.