Thema 7: Samenvatting + oefeningen eerste en tweede wet van Newton

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Samenvatting + Oefeningen

Samenvatting + extra 

oefeningen

• Traagheid - voorwerp gaat 

          beweging tegen

• Tweede wet van Newton

F​res​​=m⋅a

Tegen volgende les

Zelfstudie eerste en tweede wet van Newton

krachten

kracht, massa en versnelling (samenvatting)

Lesdoelen

• Je kunt het begrip traagheid uitleggen
• Je kunt berekeningen maken met de tweede wet van Newton:
  F = m . a 
• Je kunt de remkracht op een voertuig berekenen door gebruik te maken van de vertraging.

Eerste wet van Newton

Als de resultante (resulterende kracht) op een voorwerp 0N is, dan blijft het voorwerp met dezelfde snelheid bewegen (of staat het voorwerp stil).

Traagheid

Een voorwerp met een grote massa, heeft een grote traagheid. Dat betekent het voorwerp:

• kan langzamer optrekken
• moeilijker om af te remmen/tot stilstand komen
• kan moeilijker van bewegingsrichting veranderen

 

Traagheid

Verklaar waarom de balken (als ze niet goed bevestigd zijn op de vrachtwagen) naar voor schuiven bij het remmen van de vrachtwagen.

Figuur 2: Tweede wet van Newton 

Introductie

Als een vrachtwagen zwaarbeladen is, komt hij maar langzaam op gang. Hoe groter de massa van de lading, des te kleiner is de versnelling als de chauffeur in alle gevallen evenveel gas geeft. Hetzelfde merk je als je probeert weg te rijden terwijl er iemand achterop je fiets zit: het optrekken tot de gewenste snelheid duurt dan veel langer.

Tweede wet van Newton

De tweede wet van Newton legt een verband tussen:

_{Resultante kracht , massa en versnelling}

Als een voorwerp een resulterende kracht heeft, ondervindt dit voorwerp een versnelling die afhankelijk is van de massa van het voorwerp

F​res​​=m⋅a

F_res  =    resultante kracht    (N)

m       =    massa                           (kg)

a         =    versnelling                 (m/s²)

F​res​​=m⋅a

Voorbeeldopdracht  

In figuur 3 zie je een auto en een motor naast elkaar staan. De massa van de auto (inclusief de bestuurder) is 900 kg, die van de motor is 300 kg. Als de voorrangsweg vrij is, trekken de auto en de motor beide op. Op beide voertuigen werkt daarbij een resultante van 1,8 kN.

Bereken de versnelling van beide voertuigen.

Oplossing voorbeeldopdracht figuur 3

Auto: F = m . a     dus   a = 1800N / 900kg = 2  m/s2 

Motor: a = 1800N / 300kg = 6  m/s2 

Definitie van de tweede wet van Newton

1N is gelijk aan de resultante kracht die 1 kg 

een versnelling van 1 m/s² geeft.

Rekenen met de tweede wet van Newton

.

• Noteer de formule die geldt voor de tweede wet van Newton.
• Zoek uit welke gegevens je al weet en welke je nog moet uitrekenen.
• let op dit is een berekening (dus er zijn twee formules nodig)

Een auto trekt in 4,0 s met constante versnelling
op van 0 km/h naar 54 km/h.
De auto heeft een massa van 800 kg.
Bereken hoe groot de resultante is die de auto laat versnellen.

Bereken de resulterende kracht

.

Met welke formule kun je de a uitrekenen?

formule

F = m . a

F = ?

m = 800 kg

a = weet ik nog niet

Eerst de versnelling

	a = ? v begin = 0 m/s v eind = 54 : 3,6 = 15 m/s t = 4,0 s
	a = m/s 2 .

a=​Δt​​Δv​​

a=​4​​15​​

3,75

Dan weer verder met de resultante kracht

.

formule F = m . a	F = ? m = 800 kg a = 3,75 m/s 2
F = 800 . 3,75	F = N

3000

De remkracht berekenen

Met de formule F = m ∙ a kun je de resultante op een remmend voertuig berekenen. De letter a staat in dit geval voor de remvertraging (de snelheidsafname per seconde). De letter F staat voor de resultante. In dit geval is de resultante de totale remkracht die op het voertuig wordt uitgeoefend.

Remkracht berekenen

Met F=m.a kun je ook remkracht berekenen

De MIN...

Geeft aan dat de kracht tegen de beweegrichting werkt ...

Een auto heeft een massa van 1300 kg. De remmen moeten voldoende remkracht kunnen leveren voor een remvertraging van minstens 5,2 m/s2 (figuur 4).

Bereken hoe groot de remkracht minstens moet zijn.

Samenvatting:

• Traagheid - voorwerp gaat beweging tegen, dit is afhankelijk van de massa
• Eerste wet van Newton : traagheid;  de versnelling = 0 m/s² 

• Tweede wet van Newton

F​res​​=m⋅a

00:22

Schat de snelheid waarmee de airbus 380-800 mee opstijgt.

Opgave Airbus A380-800

De Airbus A380-800 is het grootste passagiersvliegtuig ter wereld. De motoren leveren bij de start een stuwkracht van 1,2∙106 N. De massa (inclusief brandstof en lading) is 5,6∙105 kg.
a) Bereken de versnelling gedurende de
eerste seconden van de start. Verwaarloos de weerstandskrachten.

De Airbus A380-800 is het grootste passagiersvliegtuig ter wereld. De motoren leveren bij de start een stuwkracht van 1,2∙106 N.
De massa (inclusief brandstof en lading) is 5,6∙105 kg. de versnelling is 2,1 m/s2
Toon aan dat de snelheid van de Airbus na 3 s gelijk is aan 6,3 m/s (23 km/h).

Bereken deze vraag

Antwoord

Vervolg opgave