Hoofdstuk2 krachten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo, havo, vwo
• Leerjaar 3

Voorkennis

Wanneer is jou wel eens opgevallen dat er een kracht werkte op jou of een voorwerp ? Welke kracht was dat dan ?

Krachten herkennen

Krachten zie je niet, wel het gevolg.

Er kan een bewegingsverandering zijn (snelheid, richting) of vormsverandering.

Soorten vervorming

Een voorwerp kan blijvend vervormd raken. Dit is plastisch, zoals een botsende auto.

Ook kan een voorwerp elastisch vervormen, 

 zoals bij een bal of elastiek. Dan keert het 

zonder de kracht terug naar 

de oorspronkelijke toestand.

Soorten krachten

Spierkracht (Fspier)

Veerkracht (Fv)

Zwaartekracht (Fz)

Magnetische kracht (Fm)

Spankracht (Fspan)

 

Krachten meten

Krachten kun je meten met een krachtmeter, 

 ofwel veerunster. Je leest het aantal Newton af

waarmee de aarde aan het voorwerp trekt

Zwaartekracht berekenen

Fz = m x g

Fz= zwaartekracht (N)

m = massa (kg)

g = aantrekking, is 9,81 N/kg op aarde. 

De aarde trekt dus met 9,81 Newton aan 1 kg.

voorbeeldsom

Bereken de zwaartekracht op een mens met een massa van

 60 kg.

Geg: m = 60 kg  

 g= 9,81 N/kg 

Gevr: F_z

Opl: F_z = m . g = 60 . 9,81 = 588,6 N

Krachten tekenen

Een kracht kun je tekenen als een vector (pijl) met een grootte, richting en aangrijpingspunt.

Krachtenschaal

Zwaartekracht tekenen

Deze kracht kun je tekenen vanuit het zwaartepunt, ofwel massamiddelpunt.

a) Bereken de zwaartekracht op een man van 70 kg.

b) Bereken de zwaaartekracht op een doosje van 50 gram.

c) Bereken de massa van een auto, als de zwaartekracht 10.000 N is.

Hoe zie je dat een kracht werkt of heeft gewerkt;

a Op de elastiek bij de jongen ?

b Op de polsstok ?    c) Op de auto ?

Voorkennis

Bij een wedstrijd armpjedrukken kunnen de twee tegenstanders elkaar lang in evenwicht houden. Ook al drukken ze zo hard ze kunnen, hun handen komen niet in beweging. Zolang de kracht naar links even groot is als de kracht naar rechts, verandert er niets.

De zwaartekracht is even groot als de veerkracht.

De krachten heffen elkaar op omdat ze tegenwerken en even groot zijn.

 De tas hangt dus stil.

Verschillende krachtmeters. Hoe stugger de veer, des te groter de kracht die je kan meten is.

Kracht en uitrekking 

Het verband tussen de kracht en

uitrekking bij een veer is 

rechtevenredig.

 D.w.z; 2 keer meer kracht,

dan ook 2 keer  meer

 uitrekking.

Grafiek

Je krijgt een rechte lijn door de

 oorsprong. Deze lijn zegt iets 

over de stugheid van de veer.

Veerconstante formule

C=​u​​F​​

C = veerconstante 

          (N/m)

F = kracht 

            (N)

u = uitrekafstand 

       (m )

Normaalkracht

De normaalkracht is de kracht van de ondergrond op het voorwerp.  

Bi                                                     Bij evenwicht is de zwaartekracht gelijk                     gelijk aan de normaalkracht. 

F​Z​​=F​N​​

De resultante bepalen

De resultante is de optelsom van alle krachten, ookwel nettokracht of somkracht genoemd.

Les 2 werktuigen en constructies

Moment

• Moment van een kracht = de draaineiging van een kracht.
• Bijvoorbeeld een scheef hangend schilderij

Moment

• Moment heeft ook een richting.
• De richtingen zijn linksom of rechtsom.
• Linksom = tegen de klok in.
• Rechtsom = met de klok mee.
• Op het moment van loslaten draait het schilderij met de klok mee, dus het moment is rechtsom.

Moment van een kracht

     linksom                                                                                          rechtsom

                                                  evenwicht

moment = grootte van kracht x lengte van arm

Kracht is in newton

Lengte van arm is in meter

Moment is in newton meter

Soms wordt er voor de lengte van de arm een ander symbool gebruikt:

l of d                                                                

                                                                                            of   

M=F⋅r

M=F⋅l

M=F⋅d

Momentenwet     (hefboomwet)

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

Formule:

                                                          links                         rechts

M​L1​​+M​L2​​+...(links)=M​R1​​+M​R2​​+...(rechts)

M

=

M

Aan de slag

Maken test jezelf §3 en 4