Natuurkunde (havo examenprogramma): modellen, eenheden en kernwetten
Het havo-examen natuurkunde toetst of je verschijnselen kunt modelleren met een beperkt aantal wetten en die correct toepast op nieuwe contexten. Opgaven combineren berekeningen met grafieken, tabellen en tekst; je selecteert zelf gegevens, bewaakt eenheden en controleert of je uitkomst fysisch plausibel is.
Rekenen met eenheden en significantie
Reken in SI-eenheden (m, s, kg, A, K) en converteer gegevens eerst: 72 km/h = 20 m/s, 250 mA = 0,250 A. Rond pas op het einde af op het aantal significante cijfers van het minst nauwkeurige gegeven. Controleer de dimensie: dichtheid in kg/m³, soortelijke weerstand in Ω·m, energie in J = N·m. Noteer bij tussenstappen steeds de eenheid, anders zie je een factor 10³ over het hoofd.
Kernwetten
Beweging: v = Δx/Δt en a = Δv/Δt; vanuit stilstand bij constante versnelling s = ½at² en v = at. Kracht: ΣF = ma en F_z = mg met g = 9,81 m/s². Energie: E_k = ½mv², E_z = mgh, arbeid W = F·s·cos α, wrijvingswarmte Q = F_w·s. Elektriciteit: U = IR, P = UI, E = Pt. Bij afleidingen noteer je eerst de algemene formule en vul je daarna pas getallen in; zo zie je welke grootheid wegvalt.
Voorbeeld
Een krat (m = 12 kg) schuift met constante snelheid 4,0 m over een vloer; de wrijvingskracht is 25 N en de beweging duurt 5,0 s. Bereken de arbeid van de duwkracht en het vermogen. Bij constante snelheid is de nettokracht nul, dus F_duw = F_w = 25 N. De arbeid is positief omdat duwkracht en verplaatsing dezelfde richting hebben: W = F·s = 25 × 4,0 = 1,0·10² J. Het vermogen is P = W/t = 100/5,0 = 2,0·10¹ W. De massa is hier niet nodig, want bij constante snelheid verandert E_k niet.
Valkuilen
Massa (kg) en gewicht (N) verwisselen. Bij constante snelheid ΣF = 0 gebruiken, maar de duwkracht niet als nettokracht invullen. De helling van een x-t-grafiek is snelheid, van een v-t-grafiek versnelling; de oppervlakte onder v-t is verplaatsing. Let op graden of radialen bij cos α. Kies in Binas de formule die bij de situatie past: veerenergie ½Cu² geldt alleen voor een ideale veer.