8. Momenten en de hefboomwet

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

Momenten en de hefboomwet

havo 4 hoofdstuk 4.5

Waarom lukt het de puppy's uiteindelijk om de wip te laten kantelen?

Leerdoelen

Aan het einde van deze les kan ik:

1. de volgende begrippen beschrijven en toepassen: draaipunt, arm, moment, draaiing, hefboom

Beschrijven welk verband er is tussen het moment van de kracht op een voorwerp en de verandering van de draaisnelheid.

3./Uitleggen wanneer er in welke richting om een voorwerp als gevolg van een kracht gaat draaien

4. De arm van een kracht construeren bij een gegeven draaipunt en werklijn van de kracht:

5.Berekeningen maken en redeneren met de formule voor het moment van een kracht: 

M=F⋅r

Leerdoelen

6. Uitleggen dat een object in rust voldoet aan de eerste wet van Newton en de hefboomwet

7. Berekeningen maken en beredeneren met de formule voor de hefboomwet:

Momenten

De zwaartekracht op een wip creëert een moment. 

Een moment draait om een draaipunt. 

Het moment kan een draaiing veroorzaken.

Draaipunt

Draaiing

Kracht

Momenten

De afstand tussen de kracht en het draaipunt, gemeten loodrecht op de werklijn van de kracht, is de arm.

Kracht

Arm

De arm

De arm is dus niet de afstand van het aangrijpingspunt van de kracht naar het draaipunt!

Maak voorbeeldopdracht 9 op pagina 154.

Iets optillen

Iets laten hangen

Bedenk zelf nog twee voorbeelden van situaties waar momenten voorkomen.

Moment uitrekenen

Het moment kan je uitrekenen met de volgende formule:

Oefening:

Pjotr duwt met 30 N op de trapper van zijn fiets. Op een gegeven moment is de arm van de kracht 15 cm. Bereken de grootte van het moment.

Maak opdracht 26 uit je boek (p. 155). Wat is de juiste volgorde? (van klein naar groot)

1. ABC
2. CBA
3. CAB
4. BCA

Maak opdracht 27 op pagina 155 van je boek. 

Hefboomwet

In het filmpje aan het begin gaat de wip pas bewegen als de totale massa aan de linkerkant een bepaalde hoeveelheid heeft bereikt. 

Hefboomwet

Dit noemen we de hefboomwet:

Er is sprake van evenwicht als de momenten aan beide kanten van het draaipunt even groot zijn:

M​1​​=M​2​​

Hefboomwet

Dus in het filmpje is in de eerste situatie het moment dat de vader maakt groter. Pas als de laatste puppy er bij klimt wordt het moment groter. 

Waarom draait de wip nu nog niet naar links?

Waarom draait de wip pas naar links als de laatste puppy aan het einde van de wip is?

Hefboomwet

Een moment wordt groter als de arm groter wordt. 

Dus pas als de pup aan het einde is, is het moment maximaal (zo groot mogelijk). En dus groot genoeg om het moment van de vader op te heffen. 

M=F⋅r

Zet de woorden op de juiste plek

Draaipunt

Werkende kracht

Tegenwerkende kracht

Leg met behulp van de hefboomwet uit of het makkelijker is een tak door te knippen als je de tak op positie 1 of op positie 2 houdt. 

Positie 1

Positie 2

Leg met behulp van de hefboomwet uit of het makkelijker is een tak door te knippen als je de tak op positie 1 of op positie 2 houdt.

1. Positie 1
2. Positie 2

Leg met behulp van de hefboomwet uit of het makkelijker is een tak door te knippen als je de kracht op positie 1 of op positie 2 zet. 

Positie 1

Positie 2

Leg met behulp van de hefboomwet uit of het makkelijker is een tak door te knippen als je de kracht op positie 1 of op positie 2 zet.

1. Positie 1
2. Positie 2

Oefenen

Maak voorbeeldopgave 11 op pagina 160

Maak voorbeeldopgave 12 op pagina 162