kopie 3KGT 3.4 Krachten en werktuigen

Wat gaan we vandaag doen?

Huiswerkcontrole opgaven H3.3

Rekenen met krachten

Instructie H3.4 Krachten in werktuigen 

Zelfstandig werken: Opg H3.4
1 / 40
volgende
Slide 1: Tekstslide
NatuurkundeMiddelbare schoolvmbo k, g, t, mavoLeerjaar 3

In deze les zitten 40 slides, met tekstslides en 1 video.

Onderdelen in deze les

Wat gaan we vandaag doen?

Huiswerkcontrole opgaven H3.3

Rekenen met krachten

Instructie H3.4 Krachten in werktuigen 

Zelfstandig werken: Opg H3.4

Slide 1 - Tekstslide

Huiswerk controle H3.3
Huiswerk controle H3.3

Alles klaar: dan verder met "rekenen met krachten" of 
Lees H3.4 en maak bijbehorende opgaven

Niet klaar: Ga verder met de opgaven H3.3
timer
5:00

Slide 2 - Tekstslide

Rekenen met krachten

Slide 3 - Tekstslide

Opgave 1
In de afbeelding hiernaast staat een krachtmeter van 1 Newton.
Hoe groot is de kracht die deze krachtmeter aangeeft?
(let op de schaalverdeling van 0 naar 1 Newton)
De krachtmeter geeft 0,4 N aan.

Uitwerking: De schaalverdeling is van boven naar beneden van 0 N naar 1 N.
Elke tussenstreepje heeft een onderlinge verdeling van 0,1 N
De veer is tot het 4de tussenstreepje uitgerekt => 0,4 N

Slide 4 - Tekstslide

Opgave 2
Hans heeft een massa van 56 kg.
Hoe groot is de zwaartekracht op Hans op aarde?
Gegevens:   m = 56 kg ; g = 10 N/kg
Gevraagd:   Fz = ? N
Formule:     Fz = m x g
Uitwerking:  Fz = 56 x 10 = 560 N
Antwoord:    De zwaartekracht (Fz) is 560 N


Slide 5 - Tekstslide

Opgave 3
Op een pen werkt een zwaartekracht van 0,23 N.
Bereken de massa van de pen in gram?
Gegevens:  Fz = 0,23 N ; g = 10 N/kg
Gevraagd:   m = ? kg
Formule:     Fz = m x g => m = Fz / g
Uitwerking: m = 0,23 / 10 = 0,023 kg = 23 g
Antwoord:   De pen heeft een massa van 23 gram


Slide 6 - Tekstslide

Opgave 4
Abir heeft een massa van 42 kg.
Hoe groot is de zwaartekracht op Abir?
Gegevens:  m = 42 kg ; g = 10 N/kg
Gevraagd:  Fz = ? N
Formule:     Fz = m x g
Uitwerking: Fz = 42 x 10 = 420 N
Antwoord:   De zwaartekracht van Abir is 420 Newton


Slide 7 - Tekstslide

Opgave 6
Je wilt een kracht van 3500 N tekenen met een schaal: 1 cm ≙ 700 N.
Hoe lang wordt de pijl dan?
Gegevens:   F = 3500 N ; krachtenschaal: 1 cm ≙ 700 N
Gevraagd:    Lengte van de pijl = ? cm
Formule:      Je deelt de kracht door de krachtenschaal (Lengte pijl = F / Fschaal)
Uitwerking:   Lengte pijl = 3500 / 700 = 5 cm
Antwoord:    De lengte van de pijl is 5 cm




Slide 8 - Tekstslide

Opgave 7
Je wilt een kracht van 1566 N tekenen met een schaal van: 1 cm ≙ 400 N
Hoe lang wordt de pijl dan (in 1 cm achter komma nauwkeurig)?
Gegevens:   F = 1566 N ; krachtenschaal: 1 cm ≙ 400 N
Gevraagd:   Lengte van de pijl in 1 cm achter de komma nauwkeurig
Formule:     Lengte pijl = F / Fschaal
Uitwerking: Lengte pijl = 1566 / 400 = 3.9 cm
Antwoord:   De lengte van de pijl is 3,9 cm



Slide 9 - Tekstslide

Opgave 9
Hans wil een kracht van 30 N tekenen met krachtenschaal: 1 cm ≙ 20 N.
Hoe lang wordt de pijl dan?
Gegevens:   F = 30 N ; krachtenschaal; 1 cm ≙ 20 N
Gevraagd:   Lengte pijl = ? cm
Formule:     Lengte pijl = F / Fschaal
Uitwerking: Lengte pijl = 30 / 20 = 1.5 cm
Antwoord:   De lengte van de pijl is 1,5 cm


Slide 10 - Tekstslide

Opgave 10
Mike hangt tijdens een natuurkundepracticum een blokje van 50 g aan een veer. Na 2 minuten hangt het blokje stil.
Hoe groot is op dat moment de veerkracht in de veer?
Gegevens:   m = 50 g = 0.050 kg ; g = 10 N/kg
Gevraagd:   Fv = ? N
Formule:     Fz = m x g ; bij evenwicht => Fz = Fv
Uitwerking: Fz = 0.050 x 10 = 0.5 N
                   Fz = Fv = 0.5 N
Antwoord:  De veerkracht in de veer is dan 0.5 N


Slide 11 - Tekstslide

Opgave 12
Op een voorwerp werken drie krachten:

• kracht 1 is 5 N en werkt naar rechts;
• kracht 2 is 12 N en werkt naar rechts;
• kracht 3 is 15 N en werkt naar links.
Hoe groot is de nettokracht en in welke richting werkt hij?
Gegevens:   naar rechts; F1 = 5 N en F2 = 12 N, naar links; F3 = 15 N
Gevraagd:   Fnetto = ? N
Formule:     Fnetto = F1 + F2 -F3
Uitwerking:  Fnetto = 5 + 12 – 15 = 2 N
Antwoord:   De nettokracht is 2 Newton en werkt naar rechts / Links



Slide 12 - Tekstslide

Opgave 14
Op een voorwerp werken vier krachten:

• kracht 1 is 3 N en werkt naar links;
• kracht 2 is 20 N en werkt naar links.
• kracht 3 is 6 N en werkt naar rechts;
• kracht 4 is 13 N en werkt naar rechts;
Hoe groot is de nettokracht en in welke richting werkt hij?
Gegevens:   F1 = 3 N, F2 = 20 N, F3 = 6 N, F4 = 13 N
Gevraagd:   Fnetto = ? N
Formule:      Fnetto = Flinks – Frechts = (F1 + F2) – (F3 + F4)
Uitwerking:  Fnetto = (3 + 20) – (6 + 13) = 23 – 19 = 4 N
Antwoord:   De nettokracht is 4 N. De krachten naar links is groter => nettokracht naar links


Slide 13 - Tekstslide

3.4 Krachten in werktuigen
  • Uitleggen wat een enkele of dubbele hefboom is en hoe je deze goed kan gebruiken
  • Je kunt uitleggen hoe je met een kleine kracht een grote last kunt uitoefenen
  • Rekenen met de hefboomregel.

Slide 14 - Tekstslide

Voorkennis
Met je vingers krijg je een vastgedraaide moer niet los. 
Met een steeksleutel gaat dit heel gemakkelijk. 
Hoe komt het dat het losdraaien met een 
steeksleutel zoveel gemakkelijker gaat?

Slide 15 - Tekstslide

Slide 16 - Tekstslide

Hefboomlatje 
Bij evenwicht geldt:
gewicht x gaatjes links = gewicht x gaatjes rechts
2 x 3 = 2 x 3     ==>    evenwicht

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Werken met een hefboom
  • Een hefboom heeft een draaipunt (midden moer)
  • Je spierkracht werkt over een grote arm (loodrechte afstand van de kracht tot het draaipunt). 
  • De kracht op de moer is groter, want deze heeft een kortere arm




Slide 19 - Tekstslide

De hefboomregel
  • Je kunt de krachten op een hefboom uitdrukken met de hefboomregel:

 werkkracht  x  werkarm = last  x  lastarm
   of in formule:    F1  x  l1 =  F x  l2

  • De werkkracht is meestal de spierkracht en de last de kracht op het voorwerp.
  • De arm is de afstand tot het draaipunt

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Video

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Tekstslide

Slide 25 - Tekstslide

Enkele en dubbele hefboom
Een schroevendraaier om een verfblik open te maken is een enkele hefboom. Er is maar één hefboom die om het draaipunt beweegt.


Slide 26 - Tekstslide

Enkele Hefboom

  • Controleer zelf met de hefboomregel!
                             F1 x l1 = F2 x l2
  • Uit de formule volgt dat F2 (arm 0,8 cm) 20x zo groot is als F1 (arm 16 cm). 
  • Op het deksel werkt daardoor een kracht van 300 N
  • =>20x zo groot als de spierkracht van 15 N

Slide 27 - Tekstslide

Een dubbele hefboom
Een nijptang bestaat uit een dubbele hefboom.
Bereken de kracht op de spijker.

Slide 28 - Tekstslide

F1 x l1  = F2 x l2
10 N x 12,5 cm = F2 x 2,5 cm
F2 = 125/2,5 = 50 N

Slide 29 - Tekstslide

Belang lesdoel
Hefbomen juist toepassen is erg handig, denk aan ;
flesopener, notenkraker, krik, wip, koevoet, schaar etc.

In de toetsen is dit een veel voorkomend onderwerp.

Slide 30 - Tekstslide

Samenvatting
  • Je weet het verschil tussen enkele en dubbele hefboom

  • je kunt in een foto of tekening het draaipunt aanwijzen

  • Je weet wat bedoeld wordt met werkkracht en last

  • Je kunt uitleggen hoe je met een kleine werkkracht een grote last kunt uitoefenen

  • Je kunt de grootte van een kracht of een arm mbv de hefboomregel berekenen

Slide 31 - Tekstslide

Huiswerk
Lees H3.4 goed door

GT: Opgave: 1 t/m 5 pag.159-160
K: Opgave: 1 t/m 6 pag. 160-161

Controleer opgaven 3.3

Slide 32 - Tekstslide

Controlevragen
1a Noem drie enkele hefbomen.
1b Noem drie dubbele hefbomen.
1c Noteer de hefboomregel.

Slide 33 - Tekstslide

Je kunt een koevoet gebruiken om een kist te openen, zie de figuur.

Bereken de kracht die de koevoet uitoefent op het deksel van de kist.

Slide 34 - Tekstslide

80 × 105 = F2 × 10
8400 = F2 × 10
F2 =
8400 : 10 
 = 840 N

Slide 35 - Tekstslide

Slide 36 - Tekstslide

Herman gebruikt een nijptang om ijzerdraad in elkaar te draaien en daarna af te knippen (figuur a). Hij duwt bij de stippellijn links met in totaal 40 N op de handvatten.
a)Bereken hoe groot de kracht op het ijzerdraad dan is.

Slide 37 - Tekstslide

Slide 38 - Tekstslide

Herman heeft ook een nijptang met een kleinere bek (figuur b).
b)Wordt de kracht op het ijzerdraad met
 deze nijptang kleiner of juist groter (als Herman met dezelfde kracht knijpt)?

Slide 39 - Tekstslide

De werkarm van nijptang b is even groot als de werkarm van nijptang a. De lastarm van nijptang b is kleiner. 

Dat betekent dat de last (de kracht op de draad) bij nijptang b groter is.

Slide 40 - Tekstslide