Hoofdstuk 14: Werktuigen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo t
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 14: Werktuigen

- je kunt krachten benoemen die op een voorwerp werken

- je kunt een draaipunt van een hefboom aanwijzen

- je kunt uitleggen wat er met de werkkracht en last wordt bedoeld

- je kunt de zwaartekracht berekenen

 Krachten

• spierkracht
• spankracht
• magnetische kracht
• zwaartekracht
• wrijvingskracht
• elektrische kracht

Kracht geeft verandering in:

- vorm

-snelheid

- richting

Kracht meten

- veerunster

- krachtsensor

- weegschaal

Fz = zwaartekracht

m x g 

massa = zwaartekracht : 10

Hefbomen

• Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het moment van een kracht
• Je kunt berekeningen uitvoeren met het moment, de kracht en de arm
• Je kunt uitleggen waar het van afhangt of een hefboom in evenwicht is
• Je kunt krachten en armen bereken met behulp van de momentenwet
• Je kunt herkennen of een werktuig een enkele of een dubbele hefboom is

Of er evenwicht is hangt af van:

- de grootte van de krachten

- afstand tussen de krachten en het draaipunt

= het moment: de grootte van de kracht x lengte van de arm

= M = F x I

M = moment in newtonmeter (Nm)

F = grootte van de kracht (N)

I = lengte arm in meter (m)

De arm (I) is de afstand tussen de werklijn en het draaipunt

Momentenwet

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

M1 + M2 +..(linksom) = M1 +M2+...(rechtsom)

Hefboom

M1 = M2

F1 x I1 = F2 x I2

F1 = de werkkracht

F2 = de last 

Zo werkt een hefboom; een kleine werkkracht met een grote arm maakt evenwicht met een grote last met een kleine arm

Soorten hefbomen

Dubbele hefboom

Voorbeeld dubbele hefboom

paragraaf 1 soorten kracht

De zwaartekracht grijpt altijd aan in het massamiddelpunt van een voorwerp, persoon of dier.

het massamiddelpunt bevindt zich (zoals het woord al doet vermoeden) in het midden van alle massa van een voorwerp. Bij wiskundige figuren is dit middelpunt heel precies te vinden/aan te geven d.m.v. het aanbrengen van symmetrielijnen (zie afbeelding hieronder waar alle lijnen kruisen, dat is het massamiddelpunt). bij sterk onregelmatige figuren dien je dit zo nauwkeurig mogelijk te schatten. Het massamiddelpunt kan ook buiten een object liggen. (zie massamiddelpunt van de voor over gebogen mens en de letter O)

De zwaartekracht grijpt altijd aan in het massamiddelpunt van een voorwerp, persoon of dier en werkt loodrecht naar beneden!

het massamiddelpunt bevindt zich (zoals het woord al doet vermoeden) in het midden van alle massa van een voorwerp. Bij wiskundige figuren is dit middelpunt heel precies te vinden/aan te geven d.m.v. het aanbrengen van symmetrielijnen (zie afbeelding hieronder waar alle lijnen kruisen, dat is het massamiddelpunt). bij sterk onregelmatige figuren dien je dit zo nauwkeurig mogelijk te schatten. Het massamiddelpunt kan ook buiten een object liggen. (zie massamiddelpunt van de voor over gebogen mens en de letter O)

Katrollen en takels

Een katrol maakt het makkelijker om een zwaar voorwerp op te tillen. 

Want een touw naar beneden trekken is makkelijker dan iets optillen, naar beneden kun je aan het touw gaan hangen! En doet je gewicht mee in de kracht

Takel

Kun je een zwaar voorwerp mee optillen. 

Een takel vergroot de kracht dit omdat er aan meerdere kanten krachten op werken. 

Winst en verlies

als het voorwerp aan n stukken touw hangt, wordt de hijskracht n keer zo groot en de hijsafstand n keer zo klein

hijskracht = kracht op het touw

hijsafstand = afstand die voorwerp omhoog beweegt

Druk

Hoe groter het oppervlak, des te beter wordt de kracht verdeeld en des te kleiner is de vervorming. 

Druk = de grootte van de kracht per oppervlakte-eenheid

Druk

p = F/A

p  = de grootte van de druk in pascal (Pa)

F = de grootte van de kracht in newton (N)

A = oppervlakte waarop de kracht werkt in vierkante meter (m2)

1 Pa = 1 N/m2

1 m2 = 1,0 x 10^4 cm2

Verwerking

Maak de diagnostische toets