Hoofdstuk 10 Werktuigen

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 4

Werktuigen

Hoofdstuk 10

Krachten

§1

Leerdoelen 4K

De effecten van krachten

• Krachten kun je niet zien.
• Je kan wel het effect van een kracht zien.
• Je kan voorwerpen vervormen.  Dit kan blijvend (plastische vervorming) of niet blijvend (elastische vervorming) zijn. *
• Je kan ook de snelheid en de richting van een voorwerp veranderen.

Paspoort: Kracht

• Grootheid: Kracht.
• Symbool: F
• Eenheid: Newton
• Afkorting van de eenheid: N
• Kracht van 300 Newton
• F=300 N

Krachten meten

• Dit doe je met een Newtonmeter / krachtenmeter
• Hier zit een veer in.  Stugge veren zijn voor grote krachten en slappe veren zijn voor kleine krachten.
• Bekijk steeds het meetbereik (0N - 5N).
• Lees zo nauwkeurig mogelijk af!

Krachten tekenen

• Heeft een richting, lengte en een grootte.  Daarom is dit ook een vector!
• Geef elke pijl ook een naam!
• Net zoals op een landkaart gebruik je een schaal, de krachtenschaal.
• bv: 1 cm ≙ 5 N
• Dat betekent dat een pijl met een lengte van 1 cm een kracht van 5 N voorstelt. 

Soorten krachten

Zwaartekracht

• Op elk voorwerp werkt zwaartekracht.
• Deze is uit te rekenen als je de massa (kg) vermenigvuldigd met de valversnelling (9,80665 N/kg → 10 N/kg). *
• Zwaartekracht = m(kg) x 10

F​zw​​=m⋅10

Een cementbak heeft een massa van 3,5 ton.  Bereken de kracht die uitgeoefend wordt in de kabel.

Een cementbak heeft een massa van 3,5 ton. Bereken de kracht die uitgeoefend wordt in de kabel.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Nog enkele krachten

• Spierkracht → je oefent met je spieren een kracht uit op ...
• Veerkracht → tegenwerkende kracht die een veerkrachtig voorwerp op je uitoefent.
• Spankracht → kracht in een strakgespannen kabel.
• Normaalkracht → kracht die de bodem op een voorwerp uitoefent.
• Magnetische kracht → kracht die een magneet uitoefent op een voorwerp. *
• Elektrische kracht.

Krachten rond een magneet.  Je ziet de veldlijnen.

Krachten die elektrische ladingen kunnen uitoefenen

Leerdoelen check 4K

Aan het werk!

Wat? 10.1 krachten - opdrachten 1 t/m 15

 Waar? online boek via magister. 

Klaar? maken test jezelf online van §10.1

Tijd over? alvast lezen §10.2

Hefbomen

§2

Leerdoelen 4K

Vraag

• Hoe maak je een deur open?
• Hoe maak je een flesje met een dopje open?
• Hoe maak je een verfblik open?

Vraag

• Hoe maak je een deur open?
• Hoe maak je een flesje met een dopje open?
• Hoe maak je een verfblik open?
• → met een werktuig die je kracht vergroot → hefboom!

Hefbomen gebruiken

• Hefbomen vergroten je kracht.
• Hefbomen hebben een draaipunt (rode stip).
• Hefbomen hebben 2 armen (korte en lange arm).

De arm van een kracht

• Dit is de afstand van het draaipunt tot het punt waar de kracht aangrijpt.
• De arm staat altijd loodrecht op de lijn waarlangs de kracht werkt (de werklijn).

Krachten vergroten

• 2 krachten zijn belangrijk: de werkkracht en de last. 
• Hierbij horen 2 armen: de werkarm en de lastarm.

Als de werkarm n keer zo groot is als de lastarm, is de last n keer zo groot als de werkkracht.

Denkoefening

• Werkkracht is 100N, hoe groot is de last?

• Last is 2000N, hoe groot is de werkkracht?

Enkele hefboom

Dubbele hefboom

De notenkraker

• De last zit tussen de werkkracht en het draaipunt.

• Hoeveel keer wordt de kracht vergroot?
  
  
• Tip: probeer altijd de 4 elementen van een hefboom thuis te brengen.

De pincet

• De werkkracht zit tussen de last en het draaipunt.
  
  
• Tip: probeer altijd de 4 elementen van een hefboom thuis te brengen.

Leerdoelen check

Aan het werk!

Wat? 10.2 hefbomen - opdrachten 1 t/m 13

 Waar? online boek via magister. 

Klaar? maken test jezelf online van §10.2

Tijd over? alvast lezen §10.3

Katrollen en takels

§3

Leerdoelen 4K

Vraag

Hoe kan je voorwerpen omhoog hijsen?

Vraag

Hoe kan je voorwerpen omhoog hijsen?

met een katrol!

Vraag

Als je zelf een massa van 50kg hebt, kan je een doos van 80kg omhoog hijsen?

Vraag

Als je zelf een massa van 50kg hebt, kan je een doos van 80kg omhoog hijsen?

NEEN, maar toch ook JA!

Vaste katrol

• Een katrol is een platte schijf met een groef waarin een touw of kabel loopt.  De schijf draait rond zijn as.

• De katrol beweegt zelf niet omhoog of omlaag.  Daarom is dit een vaste katrol.

• Zal de benodigde kracht niet vergroten of verkleinen, enkel van richting veranderen! *
• Hijskracht is de kracht die een touw op een voorwerp uitoefent.

Hijsen met een takel

• Als 1 katrol vasthangt en 1 katrol is los, spreken we van een takel.
• Het voorwerp hangt nu aan 2 stukken touw.
• De hijskracht is 2x groter maar de hijsafstand is 2x kleiner.
• Er is altijd winst (aan kracht) en verlies (aan hijsafstand).

n=2

Vraagstuk

• De takel heeft zes katrollen: drie vaste en drie losse. Alfons heeft een last van 75 kg en wil deze met een takel 8,0 m omhooghijsen.
  
• Bereken met hoeveel kracht Alfons aan het touw moet trekken (Fs) en hoeveel meter touw hij moet inhalen.

De takel heeft zes katrollen: drie vaste en drie losse. Alfons heeft een last van 75 kg en wil deze met een takel 8,0 m omhooghijsen.  Bereken met hoeveel kracht Alfons aan het touw moet trekken (Fs) en hoeveel meter touw hij moet inhalen.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Leerdoelen check 4K

Aan het werk!

Wat? 10.3 katrollen en takels - opdrachten 1 t/m 13

 Waar? online boek via magister. 

Klaar? maken test jezelf online van §10.3

Tijd over? alvast lezen §10.4

Druk

§4

Leerdoelen 4K

Leerdoelen

- Aan het einde van de les weet iedereen waar de druk afhankelijk van is.

- Aan het einde van de les kunnen we allemaal rekenen met de formule voor druk.

www.zapp.nl

1. Wat was er gebeurd als er maar 50 eieren lagen?
2. Wat was er gebeurd als de helikopter veel zwaarder was?

Verwerking filmpje

- De helikopter voert kracht uit op de grond (m x g)

- De kracht wordt verdeeld over alle eieren, dus een groot oppervlak.

Formule voor druk

Druk = kracht / oppervlak

[Pascal = Newton / vierkante meter]

p=​A​​F​​

Aan het werk!

Wat? 10.4 druk - opdrachten 1 t/m 14

 Waar? 

In je boek vanaf blz 112

online boek via magister. 

Klaar? maken test jezelf online van §10.4

Tijd over? samenvatting van het hoofdstuk maken.