7. 4 Sterkte van materialen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

Wat gaan we vandaag doen?

Lesoelen voor vandaag

Bespreken "Sterkte van materialen"

Aan de slag

Korte Quiz

Afronding - lesdoelen behaald?

7.4 Sterkte van materialen

Lesdoelen

Aan het einde van de les kun je:

• aan de hand van een (F,u)-diagram uitleggen wanneer er sprake is van elastische en plastische vervorming;
  
• uitleggen wat de begrippen treksterkte en druksterkte betekenen;
  
• uitleggen wat het verband is tussen de maximale trekkracht en de dikte van een materiaal;
  
• werken met de formule σ = F/A.

Elastische vervorming

als we kracht op een voorwerp uitwerken kunnen er verschillende dingen gebeuren

een elastiekje wordt weer hoe

het was

als je te hard trekt breekt het elastiekje

Plastische vervorming

als de vorm niet terugkeert als je de kracht weghaalt

vloeigrens: als vorm blijvend verandert

breekgrens: zit in de naam

Elastische en plastische vervorming

Treksterkte en druksterkte

• Om de maximale trekkracht van materialen te bepalen, trek je zo hard aan een materiaal tot het stukgaat. 

• Je meet dan de kracht waarbij het materiaal breekt of scheurt.

 

• Om eerlijk te kunnen vergelijken, moet je wel materialen nemen met dezelfde vorm, dezelfde lengte en dezelfde dikte.

Treksterkte en druksterkte

De treksterkte is nooit even groot als de druksterkte. Een materiaal kan een kleine treksterkte hebben en een grote druksterkte.

Trekspanning en drukspanning

Om materialen eerlijk met elkaar te kunnen vergelijken moet je daarom naar de trekspanning en drukspanning kijken.

Een dun touw breekt sneller dan een dik touw.

σ trekspanning in newton per vierkante millimeter (N/mm2)

F is trekkracht in newton (N)

A is oppervlakte doorsnede in (mm2 )

iets dat tegen veel trekspanning kan heeft een grote treksterkte

σ=​A​​F​​

maximale m = 3,6 kg

diameter draad = 0,27 mm

Wat is de maximale trekspanning?

σ=​A​​F​​

uitwerking

m = 36 kg     diameter = 0,27 mm

maximale trekspanning

F = m * g    F = 36 kg * 9,81 N/kg   F = 353,16 N

                                r = 0,5 * diameter   r = 0,5 * 0,27 mm  r = 0,135 mm

A = 3,14.....* (0,135 mm)2        A = 0.058 mm2

              

A=πr​2​​​​​

σ=​A​​F​​

σ=​0,058mm​2​​​​353,16N​​

σ=6089​mm​2​​​​N​​

Aan de slag H7.4

Lezen par. 7.4 , 

Maak de opdrachten online/boek

Toetsweek H7 ( 50 min + 10 min)
Eigen formuleblad mogelijk

In welk van onderstaande voorbeelden is er sprake van plastische vervorming?

1. Een fietsband wordt flink ingedrukt als Wietske op haar fiets gaat zitten
2. Een polsstok buigt flink door tijdens een sprong van een atleet
3. Jara verbuigt een paperclip om daarmee haar iPad te resetten.
4. Een boom buigt ver mee met een hevige windvlaag

Wat voor soort vervorming is hier te zien?

1. Elastische vervorming
2. Plastische vervorming

Na de vloeigrens komt het
materiaal weer terug in zijn
originele vorm.

1. waar
2. niet waar

Welke grootheid hoort bij sigma?

σ

1. Trekkracht/drukkracht
2. Treksterkte/druksterkte
3. N/mm²
4. Newton

1 Plastische vervorming is blijvend.
2 Elastische vervorming veert terug zonder kracht.

1. 1 juist
2. 2 juist
3. beide juist
4. geen juist

Lesdoelen gehaald?

Je kunt nu:

• aan de hand van een (F,u)-diagram uitleggen wanneer er sprake is van elastische en plastische vervorming;
  
• uitleggen wat de begrippen treksterkte en druksterkte betekenen;
  
• uitleggen wat het verband is tussen de maximale trekkracht en de dikte van een materiaal;
  
• werken met de formule σ = F/A.