Hoofdstuk 3.4 Krachten in werktuigen

• 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 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.

Wat lees je op de schaalverdeling van een krachtmeter af?

1. de grootte van de kracht
2. de kracht op de veer
3. de meetafstand
4. het meetbereik

De massa van de steen is 250 g. De krachtenschaal is 1 cm ≡ 1 N. Hoe groot is de pijl die je zou moeten tekenen?

1. 2,5 cm
2. 0,25 cm
3. 25 cm
4. 0,025 cm

De richting van de nettokracht is naar

1. links
2. rechts
3. boven
4. beneden

Bereken in de situatie hiernaast de nettokracht.
Fnetto =

Leerdoelen 3.4 Krachten in werktuigen

1. Je kunt uitleggen of een werktuig een enkele of een dubbele hefboom vormt.
   
2. Je kunt het draaipunt en de armen van een hefboom herkennen.
   
3. Je kunt bij werktuigen beschrijven op welke manier met een kleine kracht een grote kracht wordt uitgeoefend.
   
4. Je kunt bepalen hoeveel keer een werktuig de kracht vergroot die erop werkt.

Krachten

Met je vingers krijg je een vastgedraaide moer niet los. 

Met een steeksleutel gaat dit heel gemakkelijk. 

Hoe komt het dat het losdraaien met een steeksleutel zoveel gemakkelijker gaat?

Kracht vergroten

• Een steeksleutel is een goed voorbeeld van een werktuig. Met zo’n sleutel kun je een moer losdraaien die stevig vastzit (figuur 1). 
• Je gebruikt de sleutel daarbij als hefboom. 
• Zoals elke hefboom heeft een steeksleutel een draaipunt; soms aangegeven met een P. In figuur 1 is dat draaipunt aangegeven met een rode stip.

Hefboom

Een breekijzer is een voorbeeld van een hefboom.

Een hefboom heeft drie punten (figuur 3):

1. een werkpunt; het werkpunt is waar je de kracht uitoefent.
2. een draaipunt; bij het draaipunt kan de hefboom draaien.
3. een last: met het last oefent de hefboom een kracht uit op een voorwerp

De arm van een hefboom

De brandweerman zet het lastpunt tussen de deur.

Het draaipunt zet hij tegen de auto. 

De brandweerman duwt op het werkpunt.

Het lange uiteinde houd je vast.

Met het korte uiteinde zet je kracht op een voorwerp.

Werkarm

lastarm

De arm van een hefboom

• De arm van een kracht is de afstand tot   het draaipunt. 
• De arm staat altijd loodrecht op de lijn   waarlangs de kracht werkt. 
• Let erop dat de arm niet hetzelfde is als   de lengte van de hefboom.
• Bij de meeste werktuigen wordt ervoor   gezorgd dat de werkarm groot is en   de lastarm klein.

Een draaipunt met een korte en een lange arm. 

Een last-arm en een werk-arm

        De hefboomregel = Evenwicht

Kracht op arm x   Lengte arm       =      Kracht op arm x Lengte arm 

                                                           F x l = F x l

 

Werkkracht    x       werkarm           =    last   x   lastarm

De hefboomregel

Momentwet 

M_linksom =M_rechtsom

_{M = F × l}

F_l × l_l = F_r×l_r

_{Werkarm × werkracht = lastarm × lastkracht}

Even oefenen

Bepaal of deze hefboom in evenwicht is als alle gewichtjes 50 gram wegen.

Nog even oefenen

Enkele hefbomen

Een bandenlichter, koevoet, flessenopener en een steeksleutel zijn voorbeelden van een enkele hefboom.

Met een hefboom kun je een kracht groter maken.

Het midden van de moer is het draaipunt 

van de hefboom. 

Het andere uiteinde van de steeksleutel is

het werkpunt. 

Het lastpunt zit op de punten aan de 

buitenkant van de zeskantmoer.

Dubbele hefbomen

Tangen en scharen bestaan uit twee hefbomen die om hetzelfde draaipunt draaien.

                                                                             Dubbele hefboom: 

                                                                       de ene hefboom is oranje,                                                                                    de andere is blauw.

De beide hefbomen draaien 

rond de rode stip:

het draaipunt.

Huiswerk

VMBO-B paragraaf 4.5

VMBO-K: paragraaf 3.4 opdracht 1 t/m 14

VMBO-TL: paragraaf 3.4 opdracht 1 t/m 11

Havo: paragraaf 2.4 opdracht 1 t/m 10

Afsluiting: we weten.................

1. Je kunt uitleggen of een werktuig een enkele of een dubbele hefboom vormt.
2. Je kunt het draaipunt en de armen van een hefboom herkennen.
3. Je kunt bij werktuigen beschrijven op welke manier met een kleine kracht een grote kracht wordt uitgeoefend.
4. Je kunt bepalen hoeveel keer een werktuig de kracht vergroot die erop werkt.