2. Krachten meten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 3

2. Krachten meten

Ga rustig zitten op je plek.

Pak je boek, pen, iPad voor je.

Startvraag: welke voorbeelden van krachten hebben we voor de vakantie gezien?

De grootheid 'kracht' meten we in de eenheid...

1. kilogram
2. Newton
3. meter
4. Watt

De kracht waarmee het touw op de schommel werkt, heet de...

1. Zwaartekracht
2. Spierkracht
3. Spankracht
4. Magnetische kracht

In welke afbeelding is de krachtenpijl die de zwaartekracht aangeeft, correct getekend?

1. 
2. 
3. 
4. 

Dit gaan we leren:

Je kan voor zwaartekracht een juiste krachtenpijl tekenen.

Je kan berekenen hoe groot de zwaartekracht is die op een voorwerp werkt.

Een krachtenpijl geeft meerdere dingen aan:

- Welke kant de kracht op werkt;

- Waar de kracht wordt uitgeoefend (waar de pijl begint: het aangrijpingspunt);

- Hoe groot de kracht is (lengte van de pijl).

De spankracht begint waar het gewichtje aan de veer hangt. De zwaartekracht begint in het midden van een voorwerp.

De pijl is 3 cm en elke cm staat voor een kracht van 3 Newton. Hoe groot is de kracht op het gewichtje?

1. 1 N
2. 3 N
3. 6 N
4. 9 N

De krachtenschaal geeft aan hoeveel Newton elke centimeter aangeeft.

Bv.: 1 cm ≙ 50 N betekent dat elke centimeter gelijkstaat aan 50 N.

Bij de pijl zet je de letter F (kracht) en nog een kleine letter (bv. z voor zwaartekracht).

De zwaartekracht op een voorwerp van 100 gram is ongeveer 1 N.

Als je van een voorwerp de massa weet, kan je uitrekenen hoe groot de zwaartekracht op dat voorwerp is.

Zwaartekracht = massa van het voorwerp × sterkte van de zwaartekracht

De zwaartekracht is niet overal

in het heelal even sterk.

De sterkte van de zwaartekracht gaat in Newton per kilogram (N/kg).

Op aarde is dat ongeveer 10 Newton per kilogram, maar het hangt af van de massa en dichtheid van de planeet.

Op de maan weeg je dus minder...

Let op: je gewicht is anders op andere planeten, maar je massa blijft altijd hetzelfde.

De formule voor de zwaartekracht is:

F = m x g

F = de kracht in Newton

m = de massa in kilogram

g = sterkte zwaartekracht in N/kg

Kan je hier zelf wel mee aan de slag?

Kom een werkblad halen met oefenopgaven.

Maak voor jezelf en lever in als je klaar bent.

Daarna:

Maken paragraaf 3.2, opdrachten

1, 2, 4, 5, 7

Formules lastig?

Doe mee met de verdere uitleg en het samen oefenen.

Rekenen met zwaartekracht

De massa van een blok is 2 kilogram. De sterkte van de zwaartekracht op aarde is 10 N/kg. Hoeveel kracht oefent de aarde uit op het blok?

1. Gegevens noteren en 2. Formule opschrijven

m = 2 kg

g = 10 N/kg

F = ?

Formule: F = m * g

Rekenen met zwaartekracht

De massa van een blok is 2 kilogram. De sterkte van de zwaartekracht op aarde is 10 N/kg. Hoeveel kracht oefent de aarde uit op het blok?

3. Formule invullen, 4. Rekenen en 5. Eenheid invullen

F = m * g

F = 2 kg * 10 N/kg

F = 20 N

Aan de slag

Maak het werkblad over Rekenen met zwaartekracht.

Daarna: 

Paragraaf 3.1, opdrachten 1 t/m 5

Paragraaf 3.2, opdrachten 3 t/m 5.

Dit gaan we leren:

1. Uitleggen wat het verband is tussen uitrekking en kracht op een veer

2. Zelf krachten meten met een veerunster

3. Berekenen van de zwaartekracht op een voorwerp van een zekere massa

Je gaat aan de slag met spiraalveren die uitrekken wanneer je er gewichtjes aan hangt.

De onderzoeksvraag:

'Wat is het verband tussen de kracht en de uitrekking van de veer?'

Vooraf

1. Welke twee krachten worden er uitgeoefend in dit practicum?

2. Welke soorten verbanden zijn er mogelijk?

Met een krachtmeter (veerunster) kan je meten hoeveel kracht er op een veer wordt uitgeoefend.

Als er een slappe veer in zit, rekt die gauw uit - hiermee meet je kleine krachten.

Een stugge veer rekt moeilijker uit - zo kan je grotere krachten meten.

Aan de slag

Werk in groepjes van drie.

Lees de inleiding en het doel.

Check of je alle benodigdheden op tafel hebt.

Lees de stappen door voordat je ze uitvoert.

Noteer alle gegevens die je meet direct.

Lever in als je klaar bent.

Wat hebben we geleerd?

Het verband tussen de kracht en de uitrekking is lineair.

Dat betekent: als de kracht op de veer 2 keer zo groot wordt, wordt de uitrekking ook 2 keer zo groot.

Weer aan de slag

Doel: Je meet een aantal krachten met behulp van twee krachtmeters.

Werk alleen of met z'n tweeën.

Lees de inleiding en het doel.

Check of je alle benodigdheden op tafel hebt.

Lees de stappen door voordat je ze uitvoert.

Noteer alle gegevens die je meet direct.

Wat hebben we geleerd?

Een krachtmeter geeft aan hoe groot de zwaartekracht is die werkt op het voorwerp dat eraan hangt.

Een stugge veer kan grote krachten meten, maar is voor kleinere krachten minder precies. Voor kleine krachten kan een slappe veer een exacter antwoord geven.

Deze meter geeft ongeveer 0,5 N aan.