Hoofdstuk 14 Werktuigen

• Natuurkunde / Scheikunde
• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 4

H14 Werktuigen

Maken:

Hoofdstuk 14. 

Vragen 1 t/m 5

Blz. 70 t/m 71

14.1 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 berekenen met behulp van de momentenwet.
  
• Je kunt herkennen of een werktuig een enkele of een dubbele hefboom is.

Eenvoudige Hefboom

a. Niet in evenwicht.

b. Is wel in evenwicht

c. Niet in evenwicht.

Evenwicht is dus als de kracht en de arm aan beide kanten gelijk is. 

Moment van kracht

moment = draaiende beweging 

hoe groter moment hoe vaster je iets draait. 

 

hefboom gebruik je om kracht te vergroten

Evenwicht

Bij hefboom in evenwicht geld momentenwet of hefboomregel 

Voorbeeld 1

Hefboom in werktuigen

In een werktuig geldt de momentwet. Je kan daarmee uitrekenen hoeveel kracht je minimaal moet gebruiken. 

Je kunt dus gebruik maken van deze formule:

Voorbeeld 

De kracht die nodig is om het bierflesje open te maken is 25 N. De arm tot het draaipunt is 0,25 cm. De arm van de werkkracht is 8 cm. Reken uit hoe groot je kracht minimaal moet zijn. 

• Gegevens: F2 = 25 N. L2= 0,25 cm. L1 is 8 cm
• Gevraagd: F1, hoeveel kracht je nodig hebt.
• Berekening: F1 x L1 = F2 x L2
•                           F1= F2 x L2 : L1 
•                           F1 = 25 x 0,25 : 8 = 0,78 N
• Antwoord: De kracht die je moet zetten is 0,78 N[poi8

Nu maken + huiswerk voor woensdag

Vraag 1 t/m 9

Hoofdstuk 14.1

Lezen blz 72 t/m 77

maken vanaf blz 78

0

hst 14.2 "hefbomen en zwaartekracht"

Startopdracht: Maak het blaadje! en leg je HW open!

bladzijde 78!

Leerdoelen 14.2 

14.2.1 Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met het zwaartepunt van een voorwerp.

14.2.2 Je kunt het zwaartepunt aangeven van een homogene balk.

14.2.3 Je kunt beredeneren of je de zwaartekracht op een hefboom wel of niet moet meerekenen, als je de momentenwet gebruikt.

14.2.4 Je kunt berekeningen uitvoeren met de momentenwet en daarbij ook de zwaartekracht op de hefboom meerekenen.

0

Stappenplan hefboomregel en zwaartekracht

• Zoek het draaipunt en noteer een stip.
• Zoek beide krachten. Een kracht is de zwaartekracht.
• Zoek beide armen. (afstanden tot het draaipunt) 
• Pas de momentenwet toe.

De spierkracht is  5 x kleiner, omdat de arm van de man 5 x groter is dan die van de zwaartekracht.

De kracht in de kabel moet dus minimaal 0,32 kN zijn.

Gebruik de momentenwet om F1 uit te rekenen. Er is evenwicht dus geldt: 

                          M1 = M2

                     F1 x l1 = F2 x l2

                   F1 x 2.5 = 0,8 x 1

                   F1 = 0,8 : 2,5 = 0,32

Aan de slag

Wat? opdracht 1 t/m 8

Waar? Bladzijde 91 t/m 99

klaar? Aan de slag met test jezelf. 

Controle van lesdoel

Bereken in de volgende dia de benodigde kracht van de hijskraan.

Gegeven         Fz = 2.5 kN

                          l1   = 1.1 m

                          Fs = ?

                          l2  = 2.9 m

Gevraagd       Fs in Kn

Oplossing        F1 x l1 = F2 x l2

                         2.5 x 1.1 = F2 x 2.9

                              2.75 = F2 x 2.9

                      2.75 : 2.9 = 0.95 kN

                            

Fs is dus    0.95 kn

14.3 Katrollen en Takels

Startopdracht; Reken uit hoeveel spankracht er nodig is om de balk op te tillen. Gebruik punt A als draaipunt. 

De vaste katrol

Een vaste katrol draait de kracht om. Je herkent een vaste katrol aan het feit dat hij VAST zit.

Vaste katrol

Bij een vaste katrol is de spierkracht gelijk aan de zwaartekracht.

Haal je b.v. 3 m touw in, dan gaat de last ook 3 m omhoog. 

Het voordeel is dat je omlaag kan trekken.

De losse katrol

• Een losse katrol maakt ons sterker.
• De last wordt verdeeld over het aantal touwen waaraan de katrol hangt.
  
  

Takel

Vaste katrol met losse katrol: verdeelt het gewicht over hoeveel katrollen je toevoegd. 

Takel

Een takel heeft een vaste

en een losse katrol.

Haal je 3 m touw in, dan gaat de last de helft (1,5 m) omhoog.

Je benodigde spierkracht is maar de helft.

Katrol / Takel

Als een voorwerp aan N stukken touw hangt;

 -> hijskracht wordt N keer zo groot

 -> hijsafstand wordt N keer zo klein

Aan de slag

Wat? Opdracht 1 t/m 8

Waar? Bladzijde 103 t/m 108

In de les maak je sowieso t/m 5, anders mag je niet gaan!

14.4 Druk

Startopdracht: 

Vorige les

Wat hebben we tot nu toe gedaan?

Zwaartekracht

Momentenwet

Leerdoelen 14.4

Druk

Hoe meer banden des te beter de kracht wordt verdeeld

Kracht

Oppervlakte

Druk

Druk meet je in Pascal (Pa)

1 Pa = 1 N/m2

Hoe groter het oppervlakte hoe kleiner de druk!

Druk berekenen

p = druk in N/m²

F = kracht in N

A = oppervlakte in m²

Druk vergroten

Aan de slag

Wat? 1 t/m 8 

Waar? blz. 112 t/m 118