H-4 Par. 4.4 Kracht en beweging Remmen & Botsen Deel-2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 4

Kracht en beweging

Par. 4 Remmen en botsen Deel 2

Lesindeling

• Bespreken huiswerk -> vragen?
• Uitleg druk en autogordels of valhelm
• Maken voorbeeld
• Huiswerk
  

 Druk

Wat als je zou mogen kiezen?

Ik kies voor.......zodat de 

zwaartekracht

verdeeld wordt over een groter
oppervlak

Op 1 spijker staan lukt niet!

Dan moet namelijk de zwaartekracht van die man 

(F_z=massa x 9,81) opgevangen worden door het oppervlak van 1 spijker. 

Bij een spijkerbed wordt dit opgevangen door alle oppervlakten 

samen van ALLE spijkers.... 

Daarom is het verstandig om te gaan liggen op ijs, als je iemand uit een wak wilt redden...

Als je een heel zwaar persoon in het sleetje zet, kan het zijn dat je er alsnog doorheen zakt (terwijl oppervlakte gelijk blijft). 

De grootte van Fzw is dus ook belangrijk!

Of iets kapot gaat (bijv het ijs waar je op staat)

hangt dus af van: 

1. WAT erop staat (de zwaartekracht die erop uitgeoefend wordt) 2. Hoe groot de oppervlakte is waar de zwaartekracht op uitgeoefend wordt.

Hoeveel DRUK ervaart het materiaal? 

Bij te veel druk: kapot

Druk (P) = afhankelijk van Fz  (F) en oppervlakte (A)

Verband tussen druk en Fz

Hoe groter Fz, hoe groter druk 

(Een olifant kan tenslotte niet op dun ijs staan)

Hoe groter de kracht die uitgeoefend wordt (door middel van massa of duwen) des te groter is de druk op die plek

Verband tussen druk en A

Hoe groter het oppervlakte A, hoe kleiner de druk is die het oppervlak ervaart/voelt

Hoe groter het oppervlak waarop de kracht wordt uitgeoefend (door middel van massa of duwen) des te kleiner is de druk op die plek

Deze kennis samenvoegen: 

                 Kracht

Druk   =    ----------

                    Oppervlakte

Dus: druk = kracht delen door oppervlakte

Hierbij is kracht meestal de zwaartekracht, maar kan ook drukkracht zijn.

Wat zijn alle eenheden? 

Kracht (vaak zwaartekracht) F  met eenheid Newton (N)

Oppervlakte A met eenheid m2

Druk p met eenheid N/m2 (Newton per vierkante meter)

N/m2  noemen we ook wel Pascal (Pa)

p=F/A

Voorbeeldsommetje

m = 65 kg

A = 12 cm2

Hoe groot de de druk? 

Bereken het eerst zelf. 

Let erop dat je m moet omrekenen naar Fz

En het oppervlakte moet in m2

Stap 1: m naar Fz                               Stap 2: A omrekenen naar m2  

Stap 3: formule opschrijven           Stap 4: formule invullen

m = 65 kg   dus Fz = 65 x 9,81 = 638 N

A = 12 cm2 = 0,0012 m2

                  Kracht                    638

Druk =  ----------      =     --------    =    531667 N/m2 = 531667 Pa

               oppervlakte         0,0012

Nu zelf doen!

m = 70 kg
A = 34 dmˆ2
p = ........ Pa

1. 2,06 Pa
2. 205,9 Pa
3. 20,2 Pa
4. 2020 Pa

m = 80 kg
A = 1600 cmˆ2
p = ........ Pa

1. 4905 Pa
2. 0,050 Pa
3. 0,49 Pa
4. 500 Pa

Omzetten van de formule

                  Kracht                                                                                                                             kracht

Druk =   ----------                            Kracht = druk x oppervlakte                Opp  =  -------------

               oppervlakte                                                                                                                     druk

Ezelsbruggetje:   

                    6                                                                                                                              6

2     =    ----------                                   6  =  2  x  3                                            3 =   --------

                    3                                                                                                                              2

p = 125 Pa
A = 0,16 mˆ2
F = ......... N

1. 20N
2. 781N
3. 0,0013N
4. 2,04N

p = 8,9 N/mˆ2
A = 6,3 mˆ2
m = ........

1. 56,1 N
2. 550 kg
3. 5,7 kg
4. 0,14 kg

p = 78480 Pa
m = 12 kg
A =

1. 667 mˆ2
2. 6540 mˆ2
3. 0,0015 mˆ2
4. 15 cmˆ2

Stopkracht

Stopkracht
is de kracht die op de passagiers 
werkt tot deze tot stilstand is gekomen.

Alle veiligheidsmaatregelen zijn bedoeld om de stopkracht zo klein mogelijk te maken.

Veiligheidsmaatregelen in de auto hebben als doel:

• vergroten stopafstand en op die manier de stopkracht te verkleinen;
  
  
• oppervlakte vergroten zodat de druk kleiner wordt.

Veiligheidsgordels

Airbags

Helm

• Vervorming; vergroten stopafstand
• groter oppervlakte; kleinere druk 

Opdracht

Maak nu alle vragen van par. 4.4 af.