10.3 Hefbomen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo b
• Leerjaar 4

10.3 Hefbomen

10.3.1 Je kunt voorbeelden noemen van hefbomen.

10.3.2 Je kunt van een hefboom het draaipunt, de werkarm en de lastarm benoemen.

10.3.3 Je kunt uitleggen hoe een hefboom de kracht vergroot.

10.3.4 Je kunt de krachtvergroting berekenen van een hefboom.

10.3.5 Je kunt soorten hefbomen van elkaar onderscheiden.

Piet weegt 88 kg.
Wat is de zwaartekracht

1. 861 kg
2. 88 N
3. 863 N
4. 880 N

Inleiding hefbomen

Filmpje inleiding hefbomen

1

2

Hefboom

1

2

3

4

Wat wordt er bedoelt met draaipunt, bij hefbomen?

1. hefbomen die je kunt rond draaien
2. het draaipunt zit in het midden, van de lange en korte arm
3. hefbomen hebben geen draaipunt
4. daar waar je op de hefboom kracht uit oefent

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

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 de krachtvergroting

 Hefboom

Een hefboom is een hulpmiddel om een kracht te vergroten. 

Er zijn verschillende soorten hefbomen.

Kracht vergroten

Een hefboom heeft een lange arm en een korte arm.

• Om je kracht te vergroten gebruik je een werktuig.
• De plank is hier een hefboom. 
• De hefboom heeft een lange arm, een korte arm en een draaipunt. 
• Op de lange arm oefent Rodney een kracht uit. 
• Deze kracht noem je de werkkracht. 

Kracht vergroten

Een hefboom heeft een lange arm en een korte arm.

•  Het punt waar de werkkracht aangrijpt noem je het werkpunt. 
• Met de korte arm breng je de kracht over op de last. 
• Het punt waar de last aangrijpt noem je het lastpunt. 
• Op de lange arm in afb. werkt de kleinste kracht. 
• Op de korte arm werkt de grootste kracht.

Krachtvergroting berekenen

Een band uit een velg lichten.

• Hij gebruikt een bandenlichter als hefboom. 
• Door de bandenlichter kan hij meer     kracht uitoefenen op de band (afb 5). 
• De bandenlichter draait op de velg. 
• Dat is het draaipunt (P). 
• De fietsenmaker duwt op het     krachtpunt.
  
• Bij hefbomen zorg je ervoor dat de werkarm groot is en de lastarm klein.

Krachtvergroting berekenen

Een band uit een velg lichten.

• De krachtvergroting bereken je met   de formule:
  
• krachtvergroting = werkarm : lastarm
  

• Weet je hoe groot de werkkracht is, dan kun je uitrekenen hoe groot de last is met de formule:
  
• last = werkkracht × krachtvergroting

Voorbeeldopdracht 1

Met de bandenlichter in afbeelding 5 vergroot je je spierkracht.

Bereken hoeveel keer de werkkracht wordt vergroot.

gegevens:

werkarm = 8 cm

lastarm = 1 cm

gevraagd:

krachtvergroting = ?

• Uitwerking
• krachtvergroting = werkarm : lastarm
• krachtvergroting = 8 : 1 = 8
• De werkkracht wordt dus 8× vergroot.

Voorbeeldopdracht 2

Een fietsenmaker duwt met een kracht van 110 N tegen de bandenlichter in afbeelding 5. Bereken hoe groot de last is.

gegevens:

werkkracht = 110 N

krachtvergroting = 8

gevraagd:

last = ?

• Uitwerking
  
• last = werkkracht × krachtvergroting
• last = 110 × 8 = 880 N
• De last is dus 880 N.

Dubbele hefbomen

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

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.

Hefbomen met het draaipunt aan het uiteinde

• Bij veel hefbomen ligt het draaipunt   tussen  de werkkracht en de last. 
• Maar er zijn ook hefbomen waarbij het     draaipunt aan het uiteinde zit.
  
• Dat zie je bij de notenkraker in afb 8.
  
• De last ligt hier tussen de werkkracht en   het draaipunt (P).
  

• krachtvergroting = werkarm : lastarm

Voorbeeldopdracht 3

Met de notenkraker in afb 8 vergroot je je spierkracht.

Bereken hoeveel keer de werkkracht vergroot wordt.

gegevens

werkarm = 15 cm

lastarm = 6 cm

gevraagd

krachtvergroting = ?

Uitwerking:

• krachtvergroting = werkarm : lastarm
  
• krachtvergroting = 15 : 6 = 2,5
  
• De werkkracht wordt dus 2,5× vergroot.

Samenvatting:

De last kun je berekenen met de formule:

last = werkkracht × krachtvergroting

Er zijn verschillende soorten hefbomen:

• enkele hefbomen;

• dubbele hefbomen;

• hefbomen met het draaipunt aan het uiteinde.

Bereken het moment.

F​1​​=5N

r​1​​=10cm

De kracht op de brug in punt D veroorzaakt een moment. Waar zit het draaipunt van dit moment?

Bereken het moment van een kracht van 950 N op een afstand van 45 cm

Bereken het moment van een kracht van 950 N op een afstand van 45 cm

Bereken of deze hefboom in evenwicht is.

Zwaartekracht

F_z = m x g

Waarbij:

F_{z = zwaartekracht in Newton (N)}

_{m = massa in kilogrammen (kg)}

_{g = (gravitatieconstante)9,81 N/kg}

wat wordt er bedoelt met draaipunt, bij hefbomen?

1. hefbomen die je kunt rond draaien
2. het draaipunt zit in het midden, van de lange en korte arm
3. hefbomen hebben geen draaipunt
4. daar waar je op de hefboom kracht uit oefent