H10 Kader Werktuigen H10.1 -10.4

• Natuurkunde
• Praktijkonderwijs
• Leerjaar 4

H10 Werktuigen

Nog twee lessen (10.1 krachten en 10.2 hefbomen) 

en daarna STAGE en VAKANTIE

Wat weet jij al   over krachten

Leerdoelen 10.1 Krachten

Effecten van krachten

kracht tekenen mbv o.a. krachtenschaal

Krachten benoemen in een bepaalde situatie

Rekenen met zwaartekracht

Wat gebeurt er ...

Overal om ons heen heb je te maken met KRACHT.

KRACHT (F) drukken we uit in NEWTON (N);  

Een kracht kun je WEL/NIET zien!!!

Effecten van krachten!

• kracht kan de richting veranderen
• kracht kan de snelheid veranderen
• kracht kan de vorm veranderen: 
• => Vorm veranderd => Elastisch of plastisch

Krachtmeter

Hoeveel wijst de eerste krachtmeter aan?

• 0,66 N

Hoeveel wijst de tweede krachtmeter aan?

• 3,8 N

Hoeveel wijst de derde krachtmeter aan?

• 6,8 N

Welke krachtmeter gebruikt de meest stugge spiraalveer?

• C

 

Krachten tekenen

Kracht teken je als een vector (pijl)

Hiervoor heb je 3 regels:

• aangrijppunt
• lengte
• richting

Krachtenschaal: bv     1 cm ≙ 5 N

• lengte pijl van 1 cm komt overeen met 5 Newton

Soorten krachten

• Spierkracht
• Windkracht
• Wrijvingskracht
• Veerkracht
• Zwaartekracht
• Spankracht
• Magnetische kracht
• Elektrische kracht

Zwaartekracht: Fz

F_z = m x g

F_z = Zwaartekracht (N)
m = massa (kg)
g = valversnelling (N/kg of m/s2) (binas!!)

LET OP!!! massa is GEEN gewicht

Nettokracht: Fres

Nettokracht = Resultante kracht (wat er effectief overblijft)
De nettokracht is de "optelsom" van alle krachten!

In gelijke richting: 

• => Optellen

In tegengestelde richting: 

• => Van elkaar af halen

De Normaalkracht: Fn

De normaalkracht is de kracht die de zwaartekracht in evenwicht houdt.

• Bij evenwicht: Normaalkracht = Zwaartekracht.
• Normaalkracht is naar boven gericht
• Normaalkracht begint waar het voorwerp                                           wordt tegengehouden

Magnetische kracht

Twee polen:

• Noordpool en zuidpool
• trekken elkaar aan/af

Veldlijnen

• geven richting van kracht

Elektrische kracht

Elektrische krachten:

• Positieve en negatieve lading
• Trekken elkaar aan/af

Samenvatting 10.1 Krachten

De drie effecten van kracht

• snelheid, vorm en richting

Krachten tekenen: 3 regels

• Aangrijpingspunt, richting en grootte Vector

Krachtenschaal: 1 cm ≙ 50 N

Formule zwaartekracht

• Fz = m x g

Aan de slag

Maak de opgaven H10.1(p. 80)

rekenen lastig, begin eerst bij opg: 11, 12 en 13 

Dan kan ik je nog helpen in de les.

volgende les:

H10.2 Hefbomen

Vandaag

Korte samenvatting H10.1

Instructie 10.2 Hefbomen

Zelfstandig werken 

Tijd over => Proef 2 p. 120

Samenvatting 10.1 Krachten

De drie effecten van kracht

• snelheid, vorm en richting

Krachten tekenen: 3 regels

• Aangrijpingspunt, richting en grootte Vector

Krachtenschaal: 1 cm ≙ 50 N

Formule zwaartekracht

• Fz = m x g

Leerdoelen H10.2 Hefbomen

• Draaipunt en armen van hefboom herkennen
  
• werktuigen en uitoefenen van kleine en grote kracht
  
• Bepalen hoe grote/kleine kracht op werktuig werkt
  
• Herkennen van hefbomen

10.2 Nut van de hefboom

• Door een hefboom kun je een grotere kracht uitoefenen op een voorwerp. 
• Door de verhouding in de hefboom hoef je met een lange arm maar weinig kracht te zetten, om bij de korte arm heel veel kracht te krijgen.

Werkarm  = 6 meter

Lastarm    = 1,5 meter

Wat is de werkkracht?

• Werkkracht =  werkarm : Lastarm
• Werkkracht = 6 : 1,5    = 4x
• De werkkracht wordt dus 4x vergroot

Krachten en werktuigen

• Door de verhouding in de hefboom => lange arm kost weinig kracht en korte arm kost veel kracht 
• Hefboomregel;  Werkarm N keer zo groot als lastarm <=>                                                 dan is de last N keer zo groot als de werkkracht

                                          

Aan de slag

Maak online test jezelf van 10.1 en 10.2

Maak opgaven die je niet goed hebt gemaakt bij test jezelf van H10.1 en H10.2

Planning tot PTA

Deze week:

* Herhaling H10.1 (krachten) + 10.2 (Hefbomen)

 * Instructie H10.3 Katrollen en Takels (GT: H14.3)

Volgende week:

* Proef 3 Katrollen en takels

* Instructie H10.4 Druk (GT: H14.4)

* Extra opdrachten

Vrijdag 11 oktober

* Oefentoets H10 (GT: H10 + H14)

* PTA H10 (GT: H10 + H14)

H10.1 Krachten; Wat gebeurt er ...

Overal om ons heen heb je te maken met KRACHT.

KRACHT (F van Force) drukken we uit in NEWTON (N);  

Een kracht kun je WEL/NIET zien!!!

Effecten van krachten!

• kracht kan de richting veranderen
• kracht kan de snelheid veranderen
• kracht kan de vorm veranderen: 
• => Vorm veranderd => Elastisch of plastisch

Krachten tekenen

Kracht teken je als een vector (pijl)

Hiervoor heb je 3 regels:

• aangrijppunt
• lengte
• richting

Krachtenschaal: bijvoorbeeld:   1 cm ≙ 5 N

• 1 cm van de pijl, komt overeen met 5 Newton

Zwaartekracht: Fz

F_z = m x g

F_z = Zwaartekracht (N)
m = massa (kg)
g = valversnelling (N/kg of m/s2) (binas!!)

LET OP!!! massa is GEEN gewicht

Opdracht:

Een PlayStation weegt 4500 gram

Bereken de zwaartekracht op de PlayStation

Denk aan de juiste EENHEID!

                  Hoe pak je dat aan!

Gegevens:

• m = 4500 g = 4,5 kg  ;  g = 10 N/kg

Gevraagd:

• Fz = ... N

Formule:

• Fz = m x g

Uitwerking:

• Fz = 4,5 x 10 = 45 N

Antwoord:

• Dus de zwaartekracht is 45 Newton

Hoe lang is de pijl?

Je hebt een kracht van 900 N.

De gebruikte krachtenschaal is 1 cm ≙ 30 N.

1 cm	...	...
30 N	1 N	900 N

10.2 Nut van de hefboom

• Door een hefboom kun je een grotere kracht uitoefenen op een voorwerp. 
• Door de verhouding in de hefboom hoef je met een lange arm maar weinig kracht te zetten, om bij de korte arm heel veel kracht te krijgen.

Werkarm  = 6 meter

Lastarm    = 1,5 meter

Wat is de werkkracht?

• Werkkracht =  werkarm : Lastarm
• Werkkracht = 6 : 1,5    = 4x
• De werkkracht wordt dus 4x vergroot

Krachten en werktuigen

• Door de verhouding in de hefboom => lange arm kost weinig kracht en korte arm kost veel kracht 
• Hefboomregel;  Werkarm N keer zo groot als lastarm <=>                                                 dan is de last N keer zo groot als de werkkracht

• GT:  M1 = M2  =>  F1 x l1 = F2 x l2  (M = moment)
  

                                          

Practicum Proef 2 

Een regel voor evenwicht

 Proef 2 p. 120

of thuis via PhET uitvoeren

https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_nl.html

Oefen met PhET

https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_nl.html

En nu de theorie toepassen

Maak H10.1 en 10.2 verder af en controleer de opgaven

Klaar:

Maak "test jezelf" H10.1 en H10.2

Opgave GT:

Wat is de massa van het pakketje?

Gegevens:

m1 = 20 kg ; l1 = 3 ; l2 = 6

Gevraagd:

m2 = ? kg

Formule: 

•              M1 = M2
•        F1 x l1 = F2 x l2
• m1 x g x l1 = m2 x g x l2

Uitwerking:

• 20 x 10 x 3 = m2 x 10 x 6
• 600 = m2 x 60
• m2 = 600 : 60 = 10 kg

Antwoord:

•  De massa van pak D is 10 kg

H10.3 Katrollen en takels

Waarom een katrol?

• maakt tillen makkelijker 

Verschil Katrol en Takel?

• Een takel is een combinatie van                                           twee of meer katrollen 
• => kracht wordt verdeeld

Leerdoelen

• Je kunt het verschil tussen vaste en losse katrollen beschrijven.
• Je kunt uitleggen hoe de kracht bij een takel verminderd kan worden.
• Je kunt voor een takel het verband uitleggen tussen het aantal touwen waaraan een voorwerp hangt, de grootte van de hijskracht en de grootte van de hijsafstand.

De vaste katrol

Een vaste katrol zit VAST

Een vaste katrol draait de kracht om =>

• Richting veranderd én de
  
• grootte v/d kracht veranderd NIET
  

De losse katrol

• Einde touw zit vast!

• Een losse katrol maakt ons sterker.

• De last wordt verdeeld over het aantal touwen waaraan de katrol hangt.
  
  

Takel

Combinatie van twee of meer katrollen (vast en los)

Voordeel:

• De last wordt verdeeld over de touwen 

Nadeel:

• Wat je wint aan kracht verlies je aan afstand; Dus 1 meter omhoog => 2 meter touw inhalen

Uit hoeveel losse katrollen bestaat deze takel

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Je ziet maar de helft van een takel met 6 katrollen er lopen 12 kabels omhoog.
Stel de lastkracht is 1200kN.
Wat is de werkkracht?

1. 100 kN
2. 109 kN
3. 200 kN
4. 1200 kN

Een takel verandert de richting van een kracht altijd

1. Juist
2. Onjuist

Samenvatting

• Een takel is een combinatie van minstens 1 vaste en 1 losse katrol.  
• Een vaste katrol is zo vastgemaakt dat hij niet meer op en neer kan bewegen. 
• Een losse katrol beweegt op en neer, samen met het voorwerp dat wordt opgehesen. 
  

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

En nu de theorie toepassen

Maak opgaven H10.3

Maak "test jezelf" H10.3

Herhaling H10.1-10.3

1. Krachten

2. Hefbomen

3. Katrollen en takels

Samenvatting 10.1 Krachten

De drie effecten van kracht

• snelheid, vorm en richting

Krachten tekenen: 3 regels

• Aangrijpingspunt, richting en grootte Vector

Krachtenschaal: 1 cm ≙ 50 N

Formule zwaartekracht

• Fz = m x g

Nettokracht: Fres

Nettokracht = Resultante kracht (wat er effectief overblijft)
De nettokracht is de "optelsom" van alle krachten!

In gelijke richting: 

• => Optellen

In tegengestelde richting: 

• => Van elkaar af halen

De Normaalkracht: Fn

De normaalkracht is de kracht die de zwaartekracht in evenwicht houdt.

• Bij evenwicht: Normaalkracht = Zwaartekracht.
• Normaalkracht is naar boven gericht
• Normaalkracht begint waar het voorwerp                                           wordt tegengehouden

Krachten en werktuigen

• Door de verhouding in de hefboom => lange arm kost weinig kracht en korte arm kost veel kracht 
• Hefboomregel;  Werkarm N keer zo groot als lastarm <=>                                                 dan is de last N keer zo groot als de werkkracht

                                          

H10.3 katrol en takels

• Een takel is een combinatie van minstens 1 vaste en 1 losse katrol.  
• Een vaste katrol is zo vastgemaakt dat hij niet meer op en neer kan bewegen. 
• Een losse katrol beweegt op en neer, samen met het voorwerp dat wordt opgehesen. 
  

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

En nu aan de slag

Maak de opgaven van H10.1 - H10.3 af!

controleer de opgaven (uitwerking in teams)

(11 november PTA)

Proef 3: Katrol en Takel

Lees de tekst goed door (p. 122)

Planning

 Korte samenvatting Katrol en takels

Instructie H10.4 Druk

Volgende week:

Maken en bespreken oefentoets

PTA H10 Werktuigen

H10.3 katrol en takels

• Wat is een verschil tussen een katrol en een takel?  
• Wat is een verschil tussen losse en vaste katrol
• Wat wordt de hijskracht, hijsafstand en hoeveel touw moet ik inhalen als het voorwerp aan "n" stukken touw hangt?

H10.4
Druk

H10.4 Druk

• De grootte van de kracht
• Het oppervlakte waar de kracht op werkt.

Leerdoelen Druk

1. Ik kan de druk op een ondergrond berekenen. 

2. Ik kan de eenheden van druk en het oppervlakte omrekenen. 

3. Ik kan beredeneren wat er gebeurt met de druk op een ondergrond.

Bespreken opgaven hefbomen toevoegen

Voorbeelden van Druk in de natuurkunde

Druk berekenen:

druk hangt af van kracht en oppervlakte 

kracht

Kracht (F) berekenen je met de volgende formule:

F = m x g 

F = kracht in Newton (N)

m = massa in kilogram (kg)

g = valversnelling in newton per kg (N/kg), deze is op aarde altijd 10 N/kg

eenheden

De druk kan je berekenen in verschillende eenheden.

1 Pa = 1 N/m2

Opdracht 1

Gegevens:

• A (totaal) = 45 x 2 = 90 cm2  
• m (totaal) = 175 + 90 = 265 kg
• g = 10 N/kg

Gevraagd:

• p = ? N/cm2

Formule:

• p = F : A     ;   Fz = m x g

Uitwerking:

• Fz = 265 x 10 = 2650 N
• p = 2650 : 90 = 29,4 N/cm2

Antwoord: 

• De druk op wegdek is 29,4 N/cm2

Wat is de formule voor druk in woorden?

1. Druk = kracht/ oppervlakte
2. Druk = oppervlakte / kracht
3. Druk = kracht x oppervlakte
4. Druk = oppervlakte x kracht

Eric is 66 kg. De zolen van zijn schoenen hebben elk een oppervlak van 300 cm2. Hoe groot is de druk die Eric op de grond uitoefent als hij met beide schoenen op de grond staat? Schrijf de berekening op.

Bij een vrachtwagen voor zwaar transport mag ieder wiel met maximaal 18 kN belast worden.
De vrachtwagen moet een groot betonnen onderdeel voor een brug vervoeren.
Het onderdeel heeft een massa van 50 ton (50 000 kg). Daarvoor gebruiken ze een vrachtwagencombinatie met een groot aantal assen. Aan iedere as zitten vier wielen.
Hoeveel assen moeten er ten minste aan deze vrachtwagencombinatie zitten?

En nu de theorie toepassen

maak de opgaven van H10.4

Controleer de opgaven van H10.3