2.3 Hefbomen (HAVO) + 2.3 voorstuwen en tegenwerken (VWO)

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

Hoofdstuk 2: Krachten

Wat gaan we vandaag doen?

• Terugblik op vorige les
• Paragraaf 2.3 (HAVO en VWO apart programma)
• Zelfstandig aan de slag

Leerdoelen

• De leerling kan het principe van hefbomen uitleggen
• De leerling kan uitleggen wat het "moment' betekent.
• De leerling kan het moment uitrekenen.
• De leerling kan meerdere momenten met elkaar vergelijken. 

Paragraaf 2.3 Hefbomen

• Lees blz 84 t/m 86  tot aan de momentenwet
• Maak vraag 1 + 2
• "speel" het spel in de link hiernaast
• Lees de rest van de paragraaf af (let vooral goed op de voorbeelden)
• klassikale uitleg + bespreking

Wipwap

Hoofdstuk 2

Programma

Per leerdoel een korte les

- Introductie

- Uitleg van het leerdoel

- Controlevragen

Leerdoelen

- De leerlingen kennen de verschillende krachten (voorstuwende/tegenwerkende) die bij beweging een rol spelen en kunnen deze benoemen/aanwijzen 

- De leerling kan de luchtwrijving berekenen 

- De leerling kan uitleggen hoe de nettokracht laat zien hoe de snelheid van een voertuig veranderd.

Voorkennis

De leerling kent de verschillende soorten krachten (zie hfst 1.1)

De leerling weet dat krachten zelf niet gezien kunnen worden, maar dat je alleen het effect van de kracht ziet. 

De leerling kan vectoren tekenen en weet dat vectoren een beginpunt, richting en een lengte hebben.

0

Voortstuwen en tegenwerken

Zoals je in het filmpje zag ging de auto "vanzelf" steeds harder. Door de zwaartekracht werd de auto steeds meer voorgestuwd. Dit zie je andersom ook. Als je een heuvel op probeert te fietsen, maar je stopt met trappen, zal je afremmen en uiteindelijk zelfs achteruit rollen.   

Voortstuwen en tegenwerken

De voorstuwende krachten zijn krachten die maken dat je vooruit komt. (spierkracht, motorkracht, zwaartekracht) 

Tegenwerkende krachten zorgen ervoor dat de beweging juist moeilijker gaat, of dat je afremt. Denk daarbij aan luchtwrijving, rolwrijving, zwaartekracht, andere wrijvingskrachten (onderdelen die langs elkaar bewegen)

filmpje

filmpje

Maak de zin af: Hoe minder wrijving...

1. Hoe meer verzet.
2. Hoe meer kracht er nodig is om de trein achteruit te laten gaan.
3. Hoe minder kracht er nodig is om te stoppen.
4. Hoe minder kracht er nodig is om de trein vooruit te krijgen.

Een fietser rijd de berg op. Welke krachten werken hem tegen?

1. Zwaartekracht
2. Wrijvingskracht
3. Luchtweerstand
4. Alle 3 genoemde krachten

Als het sneeuwt, wordt de remweg langer. Hoe komt dat?

1. Omdat de luchtweerstand is afgenomen.
2. Omdat de luchtweerstand is toegenomen.
3. omdat de schuifweerstand is afgenomen.
4. Omdat de schuifweerstand is toegenomen.

Wat gebeurt er met de luchtweerstand als je harder trapt?

1. Wordt groter
2. wordt kleiner
3. Blijft gelijk
4. wordt 0 N

Luchtwrijving

De luchtwrijving is afhankelijk van:

- De snelheid: als je snel rijdt, moet je per seconde meer lucht opzij duwen.

- De dichtheid van de lucht: Als de lucht "dichter" op elkaar zit, moet je per seconde meer lucht opzij duwen.

- Het frontaal oppervlakt: Hoe groter het oppervlakte hoe meer lucht je per seconde opzij moet duwen.

- De kwaliteit van de stroomlijn: hoe beter de stroomlijn, hoe lager de C-waarde, hoe makkelijker de lucht voorbij stroomt.

Filmpje

Luchtwrijving

Filmpje

In formule vorm:

Waarom is de luchtwrijving bij deze fietsen zo verschillend?

1. de rolwrijwing speelt hier geen rol
2. de snelheden zijn zeer verschillend
3. de vorm van de fiets is zo anders
4. ze zijn voor andere wegdekken.

Welke factor heeft er geen invloed om de grootte van de luchtwrijving?

1. oppervlakte van het voorwerp
2. snelheid van het voorwerp
3. de massa van het voorwerp
4. de dichtheid van de lucht

Tijdens een tenniswedstrijd bereikt een tennisbal een snelheid van 150 km/h. De Cw-waarde is 0,47. Maak een schatting van de luchtwrijving. Neem voor de luchtdichtheid 1,3 kg/m3

1. Ongeveer 2,0 N
2. Ongeveer 0,05 N
3. Ongeveer 0,17 N
4. Ongeveer 26 N

Resultante/nettokracht

De nettokracht is het resultaat van alle krachten tesamen. Die krachten kunnen onder een hoek staan of in dezelfde richting.

filmpje

Resultante/nettokracht

=> Nettokracht werkt in de bewegingsrichting

=> Nettokracht is 0 N

=> Nettokracht werkt tegen de bewegingsrichting in

filmpje

Wat is de nettokracht?

1. Alle krachten bij elkaar opgeteld
2. als er geen krachten zijn, dat is de nettokracht
3. de sterkste kracht in de tekening

Wat is de
nettokracht?

1. 186N
2. 8360N
3. 1,45N
4. 34N

Wat is
de
nettokracht?

1. 25N
2. 225N
3. 1,25N
4. 12500N

Wat betekent eenparig vertraagd?
Wat weet je dan van de nettokracht?

1. Dat betekent: sloom en traag. Van de nettokracht weet je niets
2. Dat de snelheid constant blijft, de nettokracht is nul
3. Dat de snelheid varieert, de nettokracht weet je niets van
4. Dat de snelheid constant afneemt, de nettokracht werkt tegen

Welke afbeelding geeft
de nettokracht bij
het remmen juist weer?

1. A
2. B
3. C

Oefenen

Maak van paragraaf 2.3 de vragen:

1 t/m 5

- Zorg dat je de uitleg nog een keer bekijkt als je er niet uitkomt.

- Kijk de vragen na.

- Veel fout? Noteer waar het fout ging (rekenwerk, nauwkeurigheid, lezen, niet begrepen)

- Veel goed? Fijn! Doel voor deze week gehaald

Leerdoelen

• De leerling kan het principe van hefbomen uitleggen
• De leerling kan uitleggen wat het "moment' betekent.
• De leerling kan het moment uitrekenen.
• De leerling kan meerdere momenten met elkaar vergelijken. 

Paragraaf 2.3 Hefbomen

• Lees blz 84 t/m 86  tot aan de momentenwet
• Maak vraag 1 + 2
• "speel" het spel in de link hiernaast
• Lees de rest van de paragraaf af (let vooral goed op de voorbeelden)
• klassikale uitleg + bespreking

Wipwap

Paragraaf 2.3 Hefbomen

Veel krachten om ons heen zijn veel te groot om te overbruggen. Om die kracht toch te kunnen leveren maken we gebruik van hefbomen. 

Paragraaf 2.3 Hefbomen

Het basisprincipe van een hefboom is:

               "Wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand."

Je hoeft minder kracht te leveren, maar je moet daarvoor wel meer afstand afleggen. 

Beeldbank

Paragraaf 2.3 Hefbomen

Bij een hefboom kijken we dus naar 2 dingen: De kracht die je levert en de lengte van de arm. Samen zorgen deze 2 grootheden voor een "moment". 

In de natuurkunde heeft moment altijd met draaiing te maken. Het is de combinatie van kracht en afstand.

Wipwap

M=F⋅r

Stelling:
Hefbomen hebben altijd een draaipunt.

1. Waar
2. Niet waar

Wat je wint aan kracht

1. win je aan afstand
2. verlies je aan afstand
3. win je aan moment
4. verlies je aan moment

Wat heeft een hefboom?

Paragraaf 2.3 Hefbomen

Soms heb je te maken met meerdere momenten. Deze momenten kunnen we dan met elkaar vergelijken. 

Bij een evenwicht zijn de momenten aan beide kanten van het draaipunt gelijk. 

Wipwap

M​l​​=M​r​​

F​l​​⋅r​l​​=F​r​​⋅r​r​​

Welke bewering over hefbomen is juist?

1. De kracht is het grootst bij de korte kant van de hefboom
2. De kracht is even groot bij de korte en de lange kant van de hefboom
3. De kracht is het grootst bij de lange kant van de hefboom

Bereken met de hefboomregel of de hefboom hiernaast in evenwicht is.

1. A. Er is evenwicht
2. B. Het moment links is groter
3. C. Het moment rechts is groter

Wanneer is een hefboom in evenwicht?

1. Als het moment rechts groter is dan het moment links.
2. Als het moment rechts even groot is als het moment links.
3. Als het moment rechts kleiner is dan het moment links.
4. Een hefboom is nooit in evenwicht.

In welke stand is het moment het grootst?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Het moment van de spierkracht is

1. 0,46 Nm
2. 0,56 Nm
3. 52 Nm
4. 5,7 Nm

Zelfstandig aan de slag

H3: 

Lees paragraaf 3