1.2 Rekenen aan hefbomen

1.2 Rekenen aan hefbomen

Evenwicht links & rechts 

Op 3 november 2014 liep de Amerikaanse koorddanser Nik Wallenda in Chicago op ongeveer 180 meter hoogte, geblinddoekt en zonder beveiliging, over een metalen kabel van de ene wolkenkrabber naar de andere. Hij speelt hierbij met de krachten.

Met welke krachten hield hij zich dan bezig?

• Zwaartekracht: 

• Windkracht

• Spankracht van de kabel

• Kracht van zijn eigen bewegingen

• Fysieke kracht en controle

Zwaartekracht: Dit is de kracht die hem naar beneden trekt. Nik moet zijn evenwicht behouden om niet te vallen, ondanks de constante werking van de zwaartekracht.

Windkracht: Op 180 meter hoogte kunnen de windsnelheden sterk en onvoorspelbaar zijn. Wind kan hem uit balans brengen, waardoor hij extra inspanning moet leveren om stabiel te blijven.

Spankracht van de kabel: De kabel waarop hij loopt, heeft een bepaalde spanning en flexibiliteit. Als hij beweegt, kan de kabel wiebelen en trillen, wat het evenwicht bewaren nog uitdagender maakt.

Kracht van zijn eigen bewegingen: Elke stap en beweging die Nik maakt, beïnvloedt zijn balans en de krachten die op hem inwerken. Hij moet precies weten hoe hij zijn gewicht verplaatst om op de kabel te blijven.

Fysieke kracht en controle: Hij moet voldoende fysieke kracht en lichaamscontrole hebben om zichzelf stabiel te houden en om de krachten van de zwaartekracht en wind te weerstaan.

Er ligt een blok op een tafel. De pijl van de zwaartekracht is 2,4 cm lang. De krachtenschaal is 1 cm ≙ 500 N.

Bereken de massa van het blok

1. 21 kg
2. 122 kg
3. 208 kg
4. 1200 kg

Wat is de functie van een hefboom?

1. Een hefboom is een krachtversterker
2. Een hefboom is een krachtverslapper
3. Een hefboom is een grotere arm

1.2 - Rekenen aan hefbomen

Een hefboom heeft:

1.2 - Rekenen aan hefbomen

Een hefboom heeft:

• Een draaipunt

1.2 - Rekenen aan hefbomen

Een hefboom heeft:

• Een draaipunt
• Een korte arm (grote kracht)

1.2 - Rekenen aan hefbomen

Een hefboom heeft:

• Een draaipunt
• Een korte arm (grote kracht)
• Een lange arm (kleine kracht)

Een skateboarder wil zijn
board weer op vier wielen zetten.

Welke letter geeft de plaats
van het draaipunt van het
skateboardt het best weer?

Het draaipunt zit bij punt

1. P
2. Q
3. R

Kleine kracht met grote arm = grote kracht met kleine arm

Arm 2x zo klein -> Kracht 2x zo groot

De knoflookpers werkt als een
dubbele hefboom. De kracht
op de knoflook is hoeveel keer
zo groot dan de spierkracht.

1. 4x zo groot
2. 5x zo groot
3. 3x zo groot
4. 9x zo groot

Moment

• Moment van een kracht = de draaineiging van een kracht.
• Bijvoorbeeld een scheef hangend schilderij

Moment

• Het moment van een kracht bereken je met M = F x r
  
• De momentenwet: Een hefboom is in evenwicht als de som van de rechtsom momenten gelijk zijn aan de som van de linksom momenten.

M​1​​+M​2​​+...(linksom)=M​1​​+M​2​​+...(rechtsom)

1.2 - Rekenen aan hefbomen

• Bij een hefboom heeft elke kracht zijn eigen arm.
• We kunnen de grootte van de kracht en de lengte van de arm met elkaar vermenigvuldigen .

Hefboomwet: (kracht x arm)links = (kracht x arm)rechts

Is de hefboom in evenwicht?

F​1​​×l​1​​=F​2​​×l​2​​

F​1​​×l​1​​=F​2​​×l​2​​

1. De hefboom is in evenwicht.
2. De hefboom is niet in evenwicht.

Hoe kun je de wip(hefboom) in evenwicht te brengen?

1. Door persoon A te vervangen door een persoon met een gewicht gelijk aan dat van persoon B.
2. Door Persoon B naar het draaipunt toe te verplaatsen.
3. Door Persoon A naar het draaipunt toe te verplaatsen.
4. Door het draaipunt van de wip beter te smeren.

De hefboom is in evenwicht. Hoe groot moet de kracht F1 dan zijn?

1. F1 = 175 N
2. F1 = 350 N
3. F1 = 525 N
4. F1 = 700 N

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

Aan de slag!

Maak opgaves 

Paragraaf 1.2 

13, 14, 15 en 16 

 18, 19 en 20

Blz 16 - 17

Komend Les 

Huiswerk

alles wat niet af is

Practicum hefbomen

Weging 1