3. Krachten

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo
• Leerjaar 3

Druk

• Kracht op een oppervlak
• Newton per vierkante centimeter
• N/cm²

Bereken eerst het gewicht

• Gewicht = massa (kg) x 10
• Voor iemand van 50kg is de zwaartekracht dus 50 x 10 = 500N
• Zorg dat je altijd een kracht gebruikt in deze oefeningen!

Oppervlakte

• Ook het oppervlak doet mee
• Groot oppervlak --> kleine druk --> tractor
• Klein oppervlak --> grote druk --> vork

Waarom een brede fundering?

Druk

Krachten kun je verdelen.

Druk

druk =      kracht

              oppervlakte

p=​A​​F​​

Je kunt op 2 manieren de druk kleiner maken:

1 - door de kracht kleiner te maken

2 - door het oppervlakte te vergroten

• Druk is de kracht die per oppervlakte werkt. 
• In formulevorm schrijf je druk =  kracht : oppervlak
   
• Voor druk gebruik je de letter p van het Engelse woord pressure.  
   
• In symbolen is de formule: p = F : A 
   
• F is de kracht (Force) in N.
  
• A is het contactoppervlak (Area) in m².
  
  
  
  
  
   
• De eenheid van druk is pascal (Pa). Je mag ook N/m2 schrijven. Dat is precies hetzelfde.

Rekenen met druk

rekendriehoek

Rekenvoorbeeld

Het oppervlak van een schoenzool is 0,012 m². Bram heeft een massa van 90 kg.

Hoe groot is de druk van Bram op de grond tijdens het lopen?

• Gegeven
• m = 90 kg
• F = m x 10 dus ..
• F = 900 N
  
• A = 0,012 m²
   
• Gevraagd
• Druk p
   
• Uitwerking
• p = 900N : 0,012m² 
• p = 7 500 Pa 
  
  
• En als hij stilstaat 

Een kracht van 20 N werkt op een oppervlakte van 2 cm². 

Bereken de druk.

• Gegeven
  
• F = 20 N
  
• A = 2 cm² 
• omrekenen naar de juiste eenheid ...
• 2 cm² = 0,02 dm² = 0,0002 m²
   
• Gevraagd
  
• p
   
• Uitwerking
  
• p = F : A 
• p = 20 N : 0,0002 m²
• p = 100 000 Pa.

wel werken met de juiste eenheden

Bekijk eerst het plaatje van de opbouw van de uitmarkt op het Museumplein in Amsterdam. 

Om het grasveld niet te beschadigen rijdt een vorkheftruck steeds op twee rijplaten tegelijk. 

De massa van deze vorkheftruck is 2 500 kilogram. 

Eén rijplaat heeft een oppervlakte van 3 m².

Hoe groot is de druk op het grasveld in pascal?
 

• Gegeven
• m = 2 500 kg
  
• A = 2 × 3 m2 = 6 m2
   
• Gevraagd
• p
   
• Uitwerking
  
• F = 10 x m = 10 × 2 500 N = 25 000 N
  
• p = 25 000 N : 6 m² = 4 167 N/m²
• De druk van de vorkheftruck op het grasveld is 4,2 kPa.

Nog een

Oefenvraag 1

De kracht van botsende moleculen op een deksel is 100 N. De oppervlakte van de deksel is 0,50 m². Bereken de druk.

1. F = 100 N       A = 0,50 m²
2. P
3. P = F : A
4. P = 100 : 0,50 = 200
5. P = 200 N/m²

Oefenvraag 2

Op een tank werkt een zwaartekracht van 300.000 N. Het oppervlakte van de rupsbanden is 20 m². Bereken de druk op de rupsbanden.

1. F = 300000 N     A = 20 m²
   
2. P
   
3. P = F : A
   
4. P = 300000 : 20 = 15000
   
5. P = 15000 N/m²
   

Oefenvraag 3

Damian drukt met zijn vinger op een punaise. De druk die de punt van de punaise uitoefent is 50.000 Pa. De oppervlakte van de punt van de punaise is 0,001 m². Bereken de kracht waarmee Damian op de punaise drukt. 

1. Gegeven
   
2. Gevraagd
   
3. Formule
   
4. Berekening
   
5. Antwoord
   

Oefenvraag 3

Damian drukt met zijn vinger op een punaise. De druk die de punt van de punaise uitoefent is 50.000 Pa. De oppervlakte van de punt van de punaise is 0,001 m². Bereken de kracht waarmee Damian op de punaise drukt. 

1. P = 50000 Pa       A = 0,001 m²
   
2. F
   
3. F = P x A
   
4. F = 50000 x 0,001 = 50
   
5. F = 50 N