Hefbomen Momentenwet

• Science
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

Momentenwet

Wat is een hefboom?

Een draaipunt met een korte en een lange arm. 

Bedenk een voorbeeld van een hefboom!

Draaipunt, kracht en arm

draaipunt

kracht

lengte 

van arm

Moment van een kracht

     linksom                                                                                          rechtsom

                                                  evenwicht

moment = grootte van kracht x lengte van arm

Kracht is in newton

Lengte van arm is in meter

Moment is in newton meter

Soms wordt er voor de lengte van de arm een ander symbool gebruikt:

r of d                                                                

                                                                                            of   

M=F⋅l

M=F⋅r

M=F⋅d

Momentenwet     (hefboomwet)

Een hefboom is in evenwicht, als de som van de momenten linksom gelijk is aan de som van de momenten rechtsom.

Formule:

                                                          links                         rechts

M​L1​​+M​L2​​+...(links)=M​R1​​+M​R2​​+...(rechts)

M

=

M

Krachtenschaal

phet.colorado.edu

Een hefboom heeft in natuurkundige beschrijving de volgende items. Welke hoort er niet bij?

1. Draaipunt
2. Kracht
3. Massa
4. Arm

De arm van de werkkracht is 4x zo klein als die van de spierkracht. Bij evenwicht is de spierkracht is dus:

1. 4x zo groot als de werkkracht
2. 4x zo klein als de werkkracht
3. 2x zo groot als de werkkracht
4. 2x zo klein als de werkkracht

De eenheid van kracht is:

1. N
2. F
3. kg
4. Nm

De eenheid van krachtmoment is:

1. N/m
2. Nm
3. N
4. Ncm

Een kracht van 750N grijpt loodrecht aan op een hefboom. De arm is 3780mm. Hoe groot is het krachtmoment?

1. 3215 Nm
2. 2780 Nm
3. 2835 Nm
4. 2935 Nm

Om bij een hefboom evenwicht te krijgen moet:

1. De kracht aan de linkerkant gelijk zijn aan de kracht aan de rechterkant.
2. Het krachtmoment aan de linkerkant gelijk zijn aan het krachtmoment aan de rechterkant.
3. De massa aan beide zijden gelijk zijn.
4. Geen van bovenstaande antwoorden.

Oefenopgave 1:

Oefenopgave 2

Bepaal of deze hefboom in evenwicht is als alle gewichtjes identiek zijn en een gewichtje heeft een massa van 4 kg

Aan een hefboom hangt op 25 cm van het draaipunt een massablokje van 30 gram. Hoe ver moet je een massablokje van 15 gram hangen aan de andere kant voor evenwicht?

1. Op een afstand kleiner dan 25 cm
2. Ook op 25 cm
3. Op een afstand groter dan 25 cm
4. Ik weet het niet

Aan een hefboom hangt op 15 cm van het draaipunt een massablokje van 50 gram. Hoe ver moet je een massablokje van 30 gram hangen aan de andere kant voor evenwicht?

1. Op 20 cm
2. Op 25 cm
3. Op 30 cm
4. Het goede antwoord staat er niet bij

Laat met een JUISTE berekening (g = 10 N/kg) zien aan welke kant en op welke afstand de extra brandblusser moet staan voor evenwicht.

Uitleg

De krachten zijn de zwaartekrachten dus 50 N (brandblusser) en 100 N (vuilnisbak).

Mlinks = Flxrl = 50 N x 2 m = 100 Nm

Mrechts = Frxrr = 100N x 0,75m - 75 Nm

Het moment links is groter dan het moment , dus de extra massa moet rechts.

Er moet nog 100-75 = 25 Nm rechts geleverd worden.

M = F r --> r = M / F = 25 / 50 = 0,5 m.

De extra brandblusser moet rechts, op 0,5 m afstand.

www.bing.com