7.4 Sterkte van materialen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

§7.4 Sterkte van materialen

Lesplanning:

1. Uitleg uitrekken materialen
2. Opgave (46 t/m 50), 51 en 52 maken
3. Uitleg trekspanning berekenen
4. Opgave 53 en 54 maken
5. Afsluiting

Lesdoelen

Aan het einde van de les kun je uitleggen:

• verschil elastische en plastische vervorming;
  
• begrippen treksterkte en druksterkte betekenen;
  
• wat het verband is tussen de maximale trekkracht en de dikte van een materiaal;
  
• symbolen uit de formule σ = F/A kennen

Elastische en plastische vervorming

Spanning in een materiaal

De trekspanning is de kracht per mm² 

(doorsnede)

               spanning, rek

Treksterkte en druksterkte

De maximale spanning waarbij het materiaal net niet plastisch vervromd.

Trekspanning en drukspanning

σ=​A​​F​​

σ is de spanning in N/mm²

F is de kracht in N

A is het oppervlakte in mm²

Voorbeeld
Keano wil gaan vissen. Zijn visdraad heeft een maximale treksterkte van 60 N/mm². De doorsnede van de draad is 0,40 mm². 

Bereken de maximale trekkracht die je op het visdraad kunt uitoefenen.

Voorbeeld
Keano wil gaan vissen. Zijn visdraad heeft een maximale treksterkte van 60 N/mm². De doorsnede van de draad is 0,40 mm². 

Bereken de maximale trekkracht die je op het visdraad kunt uitoefenen.

Hoe groot is de diameter van het draad?

Een ronde betonnen paal (diameter = 20 mm) kan een maximale drukkracht dragen van 280.000 N. Wat is de drukspanning in de paal?

Na de vloeigrens komt het
materiaal weer terug in zijn
originele vorm.

1. waar
2. niet waar

In de poten van een stoel werken....

1. drukkrachten
2. trekkrachten
3. paardekrachten
4. geen krachten

Trekkracht en drukkracht zijn materiaaleigenschappen.

1. Waar
2. Niet waar

Hoe spreek ik deze letter uit?

σ

1. sigma
2. alfa
3. delta
4. epsilon

Welke grootheid hoort bij sigma?

σ

1. Trekkracht/drukkracht
2. Treksterkte/druksterkte
3. N/mm²
4. Newton

Een metalen staaf heeft een diameter van 5 mm, wat is het oppervlak van de doorsnede?

1. 78,5 mm²
2. 78,5 cm²
3. 19,6 mm²
4. 19,6 cm²

Je vervangt de poot van de brug door een paal
met een kleinere diameter. Wat gebeurt er
met de drukkracht die werkt in de paal?

1. Het oppervlak van de doorsnede wordt kleiner, dus de druk wordt ook kleiner
2. Het oppervlak van de doorsnede wordt kleiner, dus de druk wordt groter
3. De druk veranderd niet, want de brug er boven weegt nog steeds even veel

Als een materiaal grote trekkrachten kan hebben, kan het ook grote drukkrachten hebben.

1. waar
2. niet waar

Een stalen staafje met een doorsnede van 10 mm bij 5 mm. Staal heeft een trekspanning van 850 N/mm². Wat is de maximale trekkracht in de staaf?

Een ronde betonnen paal (diameter = 20 mm) kan een maximale drukkracht dragen van 280.000 N. Wat is de drukspanning in de paal?

1. 14.000 N/mm²
2. 28.000 N/mm²
3. 222,8 N/mm²
4. 891,3 N/mm³

Aan de slag

§7.4 opgave 50, 51, 52, 54