Practicum veer herhaling

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo lwoo, t
• Leerjaar 3

Practicum veer herhaling

soorten krachten

Aangrijppunt 

Krachtenschaal

Soorten krachten

Er zijn vele soorten krachten, zoals:

zwaartekracht (Fz), 

normaalkracht (Fn), 

spierkracht (Fspier),

spankracht (Fs), 

veerkracht (Fv), 

wrijvingskracht (Fw) en

Magnetische kracht (Fm)

Kracht (F) in Newton

Kracht (F) meet men in newton (N).

Bijvoorbeeld de zwaartekracht die op Janna wordt uitgeoefend door de aarde is 550 Newton.

Je schrijft dan Fz = 550N. (1kg staat ongeveer gelijk aan 10N hierover leer je later meer)

Iedere kracht heeft een aangrijppunt 

(punt waar de kracht begint met werken), 

grootte (lengte van de pijl) en richting (kant 

waar de pijl heen wijst).

Krachtenschaal

Met een krachtenschaal kun je

Visueel weergeven hoe groot een

Kracht is. De grootte van de kracht 

in Newton kun je dan “vertalen” naar 

Een aantal cm op een tekening.

Bijv: 1 cm komt overeen met 100N.

Een pijl van 4 cm is dan 400 N.

Er werkt een zwaartekracht van 300N. De krachtenschaal is als volgt:

1cm = 50N

Hoe groot moet de pijl worden om een kracht van 300N weer te geven?

1. 6,0 cm
2. 6,5 cm
3. 7,0 cm
4. 7,5 cm

Wanneer de krachtenschaal 1,0 cm : 25N is. Hoe groot is een kracht van 3,7cm dan? (Rond indien nodig af op een heel getal en geef ook de eenheid)

paragraaf 1 soorten kracht

De zwaartekracht grijpt altijd aan in het massamiddelpunt van een voorwerp, persoon of dier.

het massamiddelpunt bevindt zich (zoals het woord al doet vermoeden) in het midden van alle massa van een voorwerp. Bij wiskundige figuren is dit middelpunt heel precies te vinden/aan te geven d.m.v. het aanbrengen van symmetrielijnen (zie afbeelding hieronder waar alle lijnen kruisen, dat is het massamiddelpunt). bij sterk onregelmatige figuren dien je dit zo nauwkeurig mogelijk te schatten. Het massamiddelpunt kan ook buiten een object liggen. (zie massamiddelpunt van de voor over gebogen mens en de letter O)

De zwaartekracht grijpt altijd aan in het massamiddelpunt van een voorwerp, persoon of dier en werkt loodrecht naar beneden!

het massamiddelpunt bevindt zich (zoals het woord al doet vermoeden) in het midden van alle massa van een voorwerp. Bij wiskundige figuren is dit middelpunt heel precies te vinden/aan te geven d.m.v. het aanbrengen van symmetrielijnen (zie afbeelding hieronder waar alle lijnen kruisen, dat is het massamiddelpunt). bij sterk onregelmatige figuren dien je dit zo nauwkeurig mogelijk te schatten. Het massamiddelpunt kan ook buiten een object liggen. (zie massamiddelpunt van de voorovergebogen mens en de letter O)

Met rood is het massamiddelpunt/zwaartepunt aangegeven in 3 voorwerpen. Bij welk voorwerp is dit juist gedaan?

1. de cirkel
2. de driehoek
3. het vierkant
4. geen van allen

zwaartekracht

zwaartekracht

Fz = m x g

m = Fz / g

g = Fz / m

g mag worden afgerond naar 10m/s^2

Op aarde werkt zwaartekracht. Hoe groot deze kracht is kun je berekenen met Fz = m x g
m = massa in kg
g = aantrekkingskracht van de aarde = 10
Minke heeft een massa van 45kg Hoe groot is de zwaartekracht op Minke?

veerconstante

veerconstante

Wanneer je zachtjes aan een veer trekt, dan rekt de veer uit. Hetzelfde gebeurd wanneer je een voorwerp (bijv. massablokjes) aan de veer hangt, dan trekt namelijk de zwaartekracht aan de veer. 

Stel je hangt 1 massablokje van 50gram aan een veer waardoor de veer 1,5cm uitrekt. Wanneer je dan 2 massablokjes van 50g aan de veer hangt, dan rekt de veer 2x zo veel uit (1,5cm x 2 = 3,0cm), want 2 massablokjes van 50g is 2x zo veel als 1 massablokje van 50g..

 Bij 3 massablokjes van 50g rekt de veer 3x zo veel uit als bij 1 massablokje van 50g, dus 3 x 1,5cm = 4,5cm enzovoorts. je noemt dit verband een rechtevenredigverband (zie afbeelding volgende dia).

Je kunt in de grafiek de uitrekking van de veer aflezen.

Bij 1 gewichtje rekt de veer 1,8cm uit.

Bij 2 gewichtjes rekt de veer (2 x 1,8cm =) 3,6 cm uit.

Bij 3 gewichtjes rekt de veer (3 x 1,8cm =) 5,4 cm uit.

een krachtmeter, ook wel veerunster genoemd, werkt met behulp van de uitrekking van een veer.

C = F / u

u = F / C

F = C x u

De veerkracht is vaak in grootte gelijk aan de zwaartekracht (alleen tegengesteld gericht). 

Alleen niet als er staat er wordt aan de veer getrokken met een bepaalde kracht of de veer wordt ingedrukt. 

Als er echter iets aan een veer wordt gehangen, dan is Fv in grootte gelijk aan Fz alleen werkt Fv in tegenovergestelde richting als Fz dus kun je de grootte van Fv uit te rekenen met: Fz = m x g

voorbeeldsom veerconstante

Aan een veerunster worden 4 massablokjes gehangen van elk 50gram. De veer rekt daarbij 1,2cm uit. Bereken de veerconstante in N/cm van de veer in de veerunster.

voorbeeldsom veerconstante

Aan een veerunster worden 4 massablokjes gehangen van elk 50gram. De veer rekt daarbij 1,2cm uit. Bereken de veerconstante in N/cm van de veer in de veerunster.

A.)Noteer de letter waarmee massa wordt afgekort. Bereken de totale massa van alle 4 de massablokjes samen IN KG en noteer dit achter de letter waarmee massa wordt afgekort.

B.) De veer wordt uitgerekt doordat de zwaartekracht aan de massablokjes trekt. Bereken hoe groot de zwaartekracht is die werkt op de 4 massablokjes. (bedenk hoe groot g is op aarde of zoek dit op in paragraaf 1 gedeelte zwaartekracht. Daar kun je ook de formule terug vinden voor het berekenen van de zwaartekracht).

C.) Bereken de veerconstante van de veer. Zie groene dia aan het begin voor de formule.

voorbeeldsom veerconstante

Aan een veerunster worden 4 massablokjes gehangen van elk 50gram. De veer rekt daarbij 1,2cm uit. Bereken de veerconstante in N/cm van de veer in de veerunster.

A.) m = 4 x 50 g = 200 g = 0,2kg

B.) g = 10 m/s^2

Fz = m x g 

Fz = 0,2 x 10 = 2N

Fv = Fz dus Fv = 2N

C.) Fv = 2N

u = 1,2 cm

C = Fv / u

C = 2 / 1,2 = 1,66...= 1,7 N/cm

Voorbeeldsom

Een veer (C=20N/m) heeft een lengte van 30cm wanneer er niets aan hangt. Bereken de totale lengte van de veer wanneer je er een blokje met een massa van 160g aan hangt.

A.) Bereken eerst de zwaartekracht die op het blokje werkt.

B.) Bereken de uitrekking van de veer.

C.) bereken de totale lengte van de veer.

antwoord

C=20N/m

m = 160g = 0,160kg

g = 10 m/s^2

Lb = 30cm

A.) Fz = m x g

Fz = 0,160 x 10 = 1,60N

B.) u = F / C

U = 1,60 / 20

U = 0,08m = 8cm

antwoord

Lb = 30cm

U =  8cm

C.) Le = Lb + u

Le = 30 + 8

Le = 38cm

De veerconstante van een veer is 350 N/m de veer rekt 25cm uit. Hoe groot is de kracht die op de veer werkt? Noteer alleen het getal! Geen eenheid! Geef je antwoord in Newton. Gebruik indien nodig een komma en rond NIET af!

F = C x u

A.) wat voor soort verband is dit? hoe kun je dat zien?

B.) waar bevind zich de grootste meetfout?

C.) zet de formule om, zodat de C vooraan staat.

D.) bereken de veerconstante voor deze veer. 

E.) stel je neemt een stuggere veer, is de waarde voor C dan groter of kleiner? LEG JE ANTWOORD UIT!

F.) hoe zou de grafiek lopen van een 2x zo stugge veer? 

LEG JE ANTWOORD UIT!

G.) Wat is de uitrekking bij 4,0N? gebruik extrapoleren

F = C x u

A.) rechtevenredigverband, de grafiek  is een rechte.

B.) 4e meting, 1,5 ; 3,5

C.) C = F / u

D.) kies een willekeurig meetpunt, bijv. 

F = 2,5N en u = 7,4cm  (niet de meetwaarden kiezen vd meetfout)

C = F / u = 2,5 / 7,4 = 0,3378... = 0,34 N/cm

E.) een stuggere veer rekt minder makkelijk uit, voor dezelfde uitrekking is dus meer kracht nodig. als F groter is en u gelijk, dan is C groter.

F.) een stuggere veer rekt minder ver uit bij dezelfde kracht, dus loopt de grafiek 2x minder stijl.

G.) lijn doortrekken richting F = 4,0N geeft voor de uitrekking (u) een waarde van net boven de 10, ca. 10,2cm

Antwoorden

Veer 1 heeft een veerconstante van 5N/cm. Veer 2 heeft een veerconstante van 50N/cm. Welke veer is stugger? (Bij welke veer heb je meer kracht nodig om deze uit te rekken?)

1. Veer 1
2. Veer 2

Welke veer is stugger?
Veer 1: C = 500N/m
Veer 2: C = 0,5N/cm

1. Veer 1
2. Veer 2
3. Even stug

Welke veer is stugger?

1. Veer 1
2. Veer 2
3. Weet ik niet
4. Dat kun je niet zeggen

Wat is de veerconstante in N/cm van veer 2?

welk symbool hoort bij de veerconstante?

wat is de formule voor het berekenen van de veerconstante?

Welke twee variabelen heb je dus bij deze proef?

welke kracht werkt er op het massablokje dat aan de veer hangt?

Wat is de formule voor het berekenen van de kracht die massablokjes naar de aarde toe trekt?

Om betrouwbaar onderzoek te doen moet je minimaal ...... metingen doen.

1. 1 meting met een vaste waarde voor F is prima
2. 5 metingen, wegens meetfouten
3. 10 Verschillende waarden, anders kun je geen goede grafiek maken

in een verslag moet ook een onderdeel genaamd resultaten, daar maak je overzichtelijk wat je hebt gemeten. dit kan in zowel een tabel als een grafiek en moet dus beiden. welke grootheden zet je in de tabel? 2 grootheden noemen

welke grootheid komt op de horizontale as van de grafiek? welke op de verticale? Denk aan de formule voor de veerconstante en de grafiek regels

1. Massa horizontaal Uitwijking verticaal
2. Uitwijking horizontaal Massa verticaal
3. Kracht horizontaal Uitwijking verticaal
4. Uitwijking horizontaal Kracht verticaal

stel je grafiek van de veerconstante ziet er straks uit zoals in de afbeelding (alleen dan met titel en juist benoemde assen). Je wilt de veerconstante gaan 

uitrekenen en kiest een punt op de grafiek. 

Stel nu dat je het vijfde punt kiest. 

Is je antwoord dan betrouwbaar?