H4 Kracht en beweging

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

H4 Kracht en beweging

Paragraaf 1

Voortstuwen en tegenwerken

Leerdoelen

1. Je kunt beschrijven waarvan de luchtweerstandskracht en de rolweerstandskracht afhankelijk zijn.
   
2. Je kunt de resultante op een voorwerp afleiden.
   
3. Je kunt de twee gevolgen van een resultante op een voorwerp benoemen.
   
4. Je kunt verklaren welke beweging een voorwerp zal maken als je de resultante kent (eerste wet van Newton).

Voortstuwend en tegenwerkend

Tegenwerkende krachten werken een voortstuwende beweging tegen. Bijvoorbeeld luchtweerstandskracht of rolweerstandskracht.

• Luchtweerstand ontstaat doordat je bij beweging lucht opzij moet duwen.  
• Rolweerstand ontstaat doordat de banden en de ondergrond vervormen tijdens het fietsen. 

Resultante

De resultante laat de snelheid veranderen.

Resultante = resulterende (netto) kracht.

Opdracht 2 4.1!

Combineer de juiste uitspraken over de resultante met de soort beweging.

De beweging versneld

De beweging van het voorwerp verandert niet

De beweging vertraagd

Het voorwerp verandert alleen van bewegingsrichting

De resultante werkt in de bewegingsrichting

De resultante op het voorwerp is gelijk aan 0 N

De resultante werkt tegen de bewegingsrichting in

De resultante staat loodrecht op de bewegingsrichting.

Eerste wet van Newton

• Als de voortstuwende kracht op een voorwerp groter is dan alle weerstandskrachten samen, beweegt het voorwerp versneld. 
• Als de voortstuwende kracht op het voorwerp even groot is als alle weerstandskrachten samen, verandert de snelheid niet. 

Oftewel: Als de resultante van een voorwerp 0 N is en het voorwerp beweegt al, dan beweegt het met dezelfde snelheid verder. Staat het voorwerp stil dan blijft het ook stil staan. 

Paragraaf 2

Versnellen en vertragen

Leerdoelen

• Je kunt een beweging vastleggen in een (v,t)-diagram.
  
• Je kunt de soort beweging herkennen in een (v,t)-diagram.
  
• Je kunt uitleggen wat versnelling en vertraging betekenen.
  
• Je kunt de versnelling van een beweging berekenen.
  
• Je kunt km/h omrekenen naar m/s, en omgekeerd.
  
• Je kunt de afgelegde afstand van een beweging bepalen/berekenen in een (v,t)-diagram.

v,t diagram

• snelheid-tijd diagram tekenen:
  

astitels, asverdeling, punten plotten, rechte lijn door trekken indien mogelijk.

• oppervlakte onder grafiek = afgelegde afstand s in meter
  

Tekenen met liniaal en potlood!

eenparig, versneld, vertraagd

versnelling

delta v = eindsnelheid - beginsnelheid

delta t = eindtijd - begintijd

of vertraging:

delta v wordt negatief getal!

opdracht 7 4.2

a=​dt​​dV​​

Versnelling

a. Bepaal de versnelling van Wietske de eerste 2 seconden.

b. Bepaal de afstand die Wietske aflegt in de eerste 8,0 seconden van haar rit.  

omrekenen

Paragraaf 3

Kracht, massa en versnelling

Leerdoelen

•  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.

Traagheid

Een voorwerp met een grote massa heeft een grote traagheid, er is een grote resultante nodig om de snelheid of de bewegingsrichting merkbaar te beïnvloeden. 

opdracht 5 4.3!

Resulterende kracht

Fres = resultante in Newton (N)

m = massa in kilogram (kg)

a = versnelling in meter per seconde kwadraat 

Tweede wet van Newton

Fres=m⋅a

​s​2​​​​m​​

Opdr. 4  - 4.3

Een elektrische scooter trekt in 2,5 seconden op van 0 naar 36 km/h. De scooter heeft inclusief berijder een massa van 160 kg. Je mag aannemen dat de beweging eenparig versneld is.

 

1. Bereken de versnelling.
2. Bereken hoe groot de resultante is die de scooter laat vallen. 

Antwoord opdr 4 a

Snelheid eerst omrekenen naar m/s: 0 -> 10 m/s

veind-vbegin : 10-0 = 10 m/s

delta t= 2,5 seconden

a=dv/dt dus 10/2,5

a=  4 

antwoord opdr 4 b

Fres = m × a

m = 160 kg

a = 4 m/s2

Fres= 160 ×4

Fres= 640 N

​s​2​​​​m​​

Paragraaf 4

Kracht, massa en versnelling

Leerdoelen

• Je kunt de stopafstand berekenen.
  
• Je kunt de stopafstand bepalen door de oppervlakte onder de grafiek in een (v,t)-diagram te berekenen.
  
• Je kunt uitleggen wat de werking is van de veiligheidsvoorzieningen in een auto aan de hand van het verkleinen van de vertraging.

Stopafstand

stopafstand = reactieafstand + remweg

reactietijd = tijd nodig om rem in te trappen en het aanslaan van de remmen. 

reactieafstand = afstand die je aflegt tijdens reactietijd

remweg = afstand die auto aflegt tijdens het remmen tot stilstaan.

kreukelzone + opdracht 6 4.4

Metriek stelsel omrekenen

1L = 1 dm3