Hoofdstuk 3.3 Nettokracht

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

H3: Krachten 

Introductie

§ 3.1 Krachten herkennen

§ 3.2 Krachten meten

§ 3.3 Nettokracht

§ 3.4 Krachten in werktuigen

Terugblik

1. Je kunt het verband beschrijven tussen de uitrekking van een veer en de kracht die op de veer werkt.
   
2. Je kunt krachten meten met een krachtmeter (veerunster).
   
3. Je kunt de zwaartekracht op een voorwerp berekenen als de massa is gegeven.
   
4. Je kunt uitleggen wat een krachtenschaal is.
   
5. Je kunt een kracht op een gegeven krachtenschaal tekenen.

KRACHTEN TEKENEN WE ALS

1. EEN STREEP
2. EEN PUNT
3. EEN PIJL
4. EEN VIERKANT

Je kunt een kracht tekenen als een pijl. Wat geeft de lengte van de pijl aan?

1. de krachtenschaal
2. hoe groot de kracht is
3. de richting van de kracht
4. plaats waar de kracht wordt uitgeoefend

Leerdoelen 3.3 Nettokracht

1. Je kunt in geval van evenwicht beschrijven aan welke voorwaarden de krachten moeten voldoen.
   
2. Je kunt in geval van evenwicht de bijbehorende krachten benoemen.
   
3. Je kunt de nettokracht berekenen van krachten die werken op één voorwerp.

Krachten

Op een schilderij dat aan de muur hangt werkt een zwaartekracht. 

Toch valt het schilderij niet van de muur. 

Hoe kan dat?

Twee krachten in evenwicht

In fig 1 zie je een zak groenten die aan een krachtmeter hangt. 

Op de zak werken twee krachten: 

de zwaartekracht en de veerkracht.

De zwaartekracht (Fz) werkt naar beneden, 

de veerkracht (Fv) omhoog.

In deze situatie houden de krachten elkaar in evenwicht.

Daardoor gebeurt er niets: 

de zak beweegt niet omhoog en ook niet omlaag.

Zwaartekracht en veerkracht.

Twee krachten in evenwicht

Ook in deze situatie zijn er twee krachten die evenwicht

maken: de zwaartekracht (Fz) en de spankracht (Fs). 

Situatie waarbij alle krachten op een voorwerp elkaar 

opheffen. De nettokracht is dan 0 N.

De spankracht ontstaat doordat het touw wordt uitgerekt.

Je kunt dat vergelijken met de manier waarop 

de veerkracht ontstaat.

Zwaartekracht en spankracht.

Twee krachten in evenwicht

Er is nog een andere kracht die vaak evenwicht maakt

met de zwaartekracht. 

In fig 3 zie je een voorbeeld: een fruitschaal die op een tafel staat. 

Het tafelblad wordt door de schaal een heel klein beetje

ingedrukt.

Daardoor ontstaat een kracht die recht omhoog werkt: 

de normaalkracht (Fn). 

De normaalkracht maakt evenwicht met de zwaartekracht, 

zodat de schaal niet naar beneden val

Zwaartekracht en spankracht.

De nettokracht bij evenwicht

Er zijn steeds twee krachten die evenwicht maken. 

Daarvoor moet aan drie voorwaarden zijn voldaan:

• 1. De krachten zijn even groot.
  
• 2. De krachten liggen op dezelfde lijn (in elkaars verlengde).
  
• 3. De krachten hebben een tegengestelde richting.
  
• Als krachten evenwicht maken, lijkt het alsof er geen kracht op het voorwerp werkt. 
• Je zegt in dat geval dat de nettokracht op het voorwerp 0 N is. 
• De nettokracht is de optelsom van alle krachten samen.

Rekenen met de nettokracht

Om de nettokracht op een voorwerp te vinden, pas je twee regels toe:

• Krachten in dezelfde richting tel je bij elkaar op.

• Krachten in tegengestelde richting trek je van elkaar af

Nettokracht noemen we vaak resultante kracht / resulterende kracht / somkracht : 

F​res​​

Voorbeeldopdracht 1

Je ziet twee krachten die op een verhuisdoos werken.

Kracht 1 (F1) is 15 N en kracht 2 (F2) is 25 N.

Bereken de nettokracht op de doos.

 Hoe groot is de nettokracht op de doos?

• Uitwerking
  
• De krachten werken in tegengestelde richting. 
• Je moet ze dus van elkaar aftrekken.
  
• nettokracht = kracht 2 − kracht 1
  
• nettokracht = 25 N − 15 N = 10 N

Huiswerk

VMBO-B paragraaf 4.4

VMBO-K: paragraaf 3.3 opdracht 1 t/m 12 (11 overslaan)

VMBO-TL: paragraaf 3.3 opdracht 1 t/m 10

Havo: nog even blijven zitten

Inleiding hefbomen

1

2

Hefboom

1

2

3

4

Voorbeeld van iemand die iets wil optillen met een hefboom.

Links is de arm (r) groot en de kracht (F) klein

Rechts is de arm klein en de kracht groot.

Hefboom

1

2

3

Moment - Moment

2

3

1

Opdrachten momenten

1

2

3

Opdrachten momenten

4

5

6

Momentenwet

Een hefboom is in evenwicht, als de som van de momenten linksom gelijk is aan de som van de momenten rechtsom.

Formule

M​1​​+M​2​​+...(linksom)=M​1​​+M​2​​+...(rechtsom)

Bereken F

Bereken de onbekende

Om met een flessenopener de dop in punt Q van een fles te trekken, oefen je in punt P een spierkracht uit. In de onderstaande figuur zijn de werklijnen van de twee krachten met een stippellijn aangegeven.

Alle afstanden, die je in onderstaande figuur opmeet, zijn op ware grootte. 

a) Geef in onderstaande figuur duidelijk het draaipunt S aan en de twee armen van de krachten in P en Q. 

De ezel heeft een gewicht van 1000 N

De afstand van de ezel tot het wiel is 2 meter

Het zwaartepunt van de lading is 1 meter achter het wiel

a) Hoe groot mag de kracht (het gewicht) van de lading maximaal zijn?

b) Hoe groot mag de massa van de lading maximaal zijn?

Theo zit op 1,3 meter van het draaipunt en heeft een gewicht van 750 N

Thea heeft een gewicht van 450 N

Op welke afstand moet Thea gaan zitten om de wip in evenwicht te brengen?

In de figuur probeert een jongen met een hefboom een voorwerp op te tillen. Op het voorwerp werkt een zwaartekracht van 100 N. In de tekening hangt het voorwerp op 40 cm van het draaipunt. De jongen duwt op 120 cm afstand van het draaipunt. De zwaartekracht op het voorwerp is al getekend. 

a) Teken op de juiste plaats met een pijl de duwkracht van de jongen.

b) Bereken met de hefboomregel de kracht waarmee de jongen naar beneden moet duwen om evenwicht te maken.

Huiswerk

VMBO-B paragraaf 4.4

VMBO-K: paragraaf 3.3 opdracht 1 t/m 12 (11 overslaan)

VMBO-TL: paragraaf 3.3 opdracht 1 t/m 10

Havo: paragraaf 3.2 opdracht 1 t/m 8