3.4 hefbomen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Opdracht 31

A. 

B. 

C.

D. 

E. 

F. 

Opdracht 31

A. De motoren verbruiken brandstof. Dit wordt omgezet in uitlaatgassen. 

Opdracht 31

B.  Fz = m x g

m = 60 000 kg

Fz = 60 000 × 9,8 = 588 000 N 

Opdracht 31

C.  De pijl is 1,8 cm lang. 1 cm komt dus overeen met 588000 / 1,8 = 327 000 N

1 cm   ≙ 327 000 N

Opdracht 31

D. De pijl van de motorkracht = 1,4 cm, dit is dus 1,4 × 327 000 = 457 000 N. 

In werkelijkheid is die kracht veel kleiner!   

Opdracht 31

E. Op grote hoogte is de wrijvingskracht een stuk kleiner, dus ook de benodigde motorkracht.

Opdracht 31

F. Het stijgen kost ook veel extra kracht. Voordat het vliegtuig helemaal boven is, moet de landing al weer worden ingezet.

2.4 hefbomen

Leerdoelen

• Je kent de betekenis van de begrippen: Hefboom, arm, draaipunt & hefboomwet.   
• Je kunt de hefboomwet toepassen

Voorbeelden van Hefbomen

• Kruiwagen 
• Kurkentrekker
• Schaar
• Tang
• steekwagen
• Flessenopener

Wat is nou een hefboom?

Een hefboom maakt dat je door de arm langer te maken, een minder grote kracht nodig hebt om iets omhoog te krijgen. 

Hefbomen

De kruiwagen draait om het draaipunt. 

De arm voor de zwaartekracht op de kruiwagen is korter dan de arm voor de spierkracht. 

Je hoeft dus minder spierkracht te leveren om de kruiwagen op te tillen. 

Hefbomen

De spierkracht is 4x zo klein als de zwaartekracht.

De arm van de spierkracht is 4x zo groot als de arm van de zwaartekracht. 

Het product van arm en kracht is dus voor beide gelijk. Dit is de hefboomwet. 

Hefboomwet

.

.

.

F is kracht in Newton

r is de arm in Meter

Voorbeeld [3] blz. 60

Voorbeeld [3] blz. 60

.

Formule: F1 x r1 = F2 x r2   of   Fz x rz = Fs x rs

Gegeven: 

rz = 2,0 m

rs = 4,1 m

m = 1,2 x 10^3 kg = 1200 kg

Stap 1: Bereken Fz.  Fz = m x g. Dus Fz = 1200 x 9,8 = 11760 N

Stap 2: Vul de formule in.  11760 x 2,0 = Fs x 4,1

Fs = (11760 x 2,0) : 4,1 = 5737 N.    Het antwoord is dus Fs = 5,7 x 10^3 N

Toepassingen van hefbomen

We gebruiken hefbomen dus om met weinig spierkracht een grote kracht uit te op een voorwerp. 

Om de kist te openen moeten we een grote kracht uit oefenen op de deksel. Als we de spierkracht verder van het draaipunt uitoefenen, hoeven we minder kracht te zetten om de kist open te krijgen. 

De arm bepalen

Om de arm van een kracht te bepalen, moet je eerste de werklijn tekenen. 

De arm is dan de afstand van het draaipunt, loodrecht op de werklijn.

Zelfstandig werken

Maken: paragraaf 2.4 blz.62  vanaf opdracht 33.

Hoe: fluisterend overleggen

Hulp: vinger opsteken

Tijd: ....

klaar: Nakijken

Leerdoelen

• Je kent de betekenis van de begrippen: Hefboom, arm, draaipunt & hefboomwet.
  
• Je kunt de hefboomwet toepassen

Voorbeelden van Hefbomen

• Kruiwagen 
• Kurkentrekker
• Schaar
• Tang
• steekwagen
• Flessenopener

Hefboomwet

.

.

.

F is kracht in Newton

r is de arm in Meter

Voorbeeld

Zelfstandig werken

Maken: paragraaf 3.4 blz.62  vanaf opdracht 33.

Hoe: fluisterend overleggen

Hulp: vinger opsteken

Tijd: ....

klaar: Nakijken