Nettokracht construeren

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Krachten berekenen

Lesdoelen:

• Krachten tekenen
• Uitleggen en in een diagram tekenen wat evenwicht is
• Een resultante kracht 

       berekenen en een diagram 

       tekenen.

Soorten krachten

Zwaartekracht

De zwaartekracht op een voorwerp is de kracht waarmee de

Aarde of een ander hemellichaam aan dat voorwerp trekt.

Gravitatieversnelling

• Onder de gravitatieversnelling (gravitatie = zwaartekracht) verstaan we het volgende.
  
• De gravitatieversnelling is gelijk aan de zwaartekracht op een voorwerp per
  eenheid van massa (kilogram).
• Bij het aardoppervlak werkt er op elke kilogram een zwaartekracht van 9,8N. 

Een steen op het maanoppervlak werd in het verleden door een Apollo-ruimtereis naar
de aarde gebracht. 

Veranderde de massa van de steen hierdoor? Zo ja, hoe?

• De massa van de steen veranderde niet.
  
• Veranderde de zwaartekracht op de steen hierdoor? Zo ja, hoe?
• De zwaartekracht op de steen werd groter.

De planeten Uranus en Neptunus zijn bijna even groot (dezelfde diameter). De massa van Neptunus is echter zo’n 19% groter. Welke van de volgende beweringen is dan waar?

1. Neptunus trekt iets harder aan voorwerpen dan Uranus.
2. Neptunus trekt iets minder hard aan voorwerpen dan Uranus.
3. Neptunus en Uranus trekken bijna even hard aan voorwerpen.

Sommigen denken dat er in de ruimte nergens zwaartekracht is. Dat dit een misvatting
is blijkt uit het volgende voorbeeld. De dampkring rond de aarde is ongeveer 100
km dik. Daarbuiten spreken we over de ruimte. De zwaartekracht op een hoogte 

van 6378 kilometer (= straal van de aarde) boven het aardoppervlak is echter nog
steeds 25% van de zwaartekracht op zeeniveau. En dan nu de vraag. Een astronaut ondervindt op zeeniveau een zwaartekracht van 800 N. Bereken zijn zwaartekracht op een hoogte van 6378 kilometer.

• 25% van 800 N. Dat is 200 N 

Een voorwerp op aarde heeft een massa van 4,0 kg. Bereken hoe groot de zwaartekracht op dit voorwerp is.

• m = 4,1 kg  g = 9,81
• F_Z = m ⋅ g 
• 4,0  ⋅ 9,81  = 39,2 N

Op een voorwerp (op aarde) werkt een zwaartekracht van 895 N. Bereken zijn massa.

Op een vreemde planeet werkt er op een voorwerp het een massa van 2,3 kg een zwaartekracht van 46 N. Bereken de gravitatieversnelling op deze planeet.

Evenwicht van krachten:

Nettokracht = NUL Newton

Dan verandert de snelheid van de beweging niet. 

Stilstaan blijft stilstaan

Bewegen blijft met dezelfde snelheid in dezelfde richting blijven bewegen

phet.colorado.edu

Waar bevindt zich bij een voorwerp het zwaartepunt

1. Aan de randen
2. In het midden
3. waar het voorwerp in evenwicht is
4. Nergens

Krachten in dezelfde beweegrichting...

worden bij elkaar geteld.

Krachten in tegenovergestelde richtingen...

worden van elkaar afgetrokken.

Krachten

Resultante kracht

Vector

Een vector heeft grootte, 

richting en een aangrijpingspunt.

We tekenen een vektor met een pijl:

• De lengte van de pijl geeft de grootte van de kracht aan.
• De richting van de pijl geeft de richting van de kracht aan.
• De beginpunt van de pijl is de aangrijpingspunt.

Evenwicht

Als twee evengrootte krachten in tegenovergestelde richtingen werken. B.v. een boek op tafel.

Normaalkracht

Zwaartekracht

Als krachten in evenwicht zijn dan zeggen we de resultante kracht 

is 0 N

(F​r​​)

Resultante kracht

De optelsom van alle krachten samen.

Ook wel genoemd: resulterende kracht, netto kracht of somkracht.

(F​r​​)

Welke drie dingen zijn belangrijk bij het tekenen van een kracht?

• De grootte, richting en aangrijpingspunt

Vaardigheid: krachtendiagram tekenen

Stap 1 – Kies een krachtenschaal 

                          (b.v. 1 cm = 5N, dus 15 N = 3 cm) 

Stap 2 – Denk goed na over de aangrijpingspunt, en richting.

Stap 3 – Teken de kracht 

Voorbeeld 1: Teken een kracht van 1 800 N naar rechts

opdracht 1

Tijdens een touwtrek kompetitie trekt Koos met een kracht van 340 N naar links, en Piet met een kracht van 360 N naar rechts. Bereken de resultante kracht en laat vervolgens alle krachten in een krachten diagram zien.

Opdracht 1

• F1 - F2 = FR
  
• 360 - 340 = 20N 
  
• FR = 20N 
  

.

.

.

Resulterendekracht

Bereken resulterende kracht. F_R = 4 cm 

Rersulterendekracht

• Eigenschappen van krachten en vectoren
• Construeer de resulternde kracht.
• Bereken met de schaal de resulterende kracht.

Sleepboten

Een groot schip wordt door 2 sleepboten voortgesleept. 

Laat met een constructietekening zien dat de richting waarin het schip gesleept wordt recht naar voren is.

In welke situatie is de resulterende kracht het grootste

1. krachten zijn tegengesteld
2. krachten zijn gelijkgericht
3. krachten staan onder een grote hoek
4. krachten staan onder een hoek van 90 graden

Bepaal de Nettokracht

 Drie honden vechten om een been

Eén grote en twee wat kleinere honden hebben samen één bot vast, en trekken eraan met onderlinge hoeken van 120°. De grote hond trekt met een kracht van 60 N, de beide andere elk met een kracht van 40 N. Met welke nettokracht wordt het bot welke kant op getrokken?

• netto 20 N in de richting van de grote hond.

Huiswerk voor 

Maak de opdrachten op het blad.

Je werkt heel netjes en precies! Dus strakke nette lijnen!