Herhaling H3 Krachten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t, mavo
• Leerjaar 3

Deze Week

Vandaag: Herhaling H3 Krachten

Daarna zelfstandig in learnbeat (H3.8)

(Wordt gecontroleerd door docent)

Morgen: Oefentoets maken

Donderdag: Oefentoets bespreken

13 december PTA H3

Kunnen we krachten zien?

Eigenschappen Krachten:

 *  Zijn niet zichtbaar
 *  De gevolgen zijn (soms) zichtbaar

Gevolgen van krachten:

•    Snelheid
•    Richting
•    Vormverandering  
•         => Tijdelijk (elastisch)
•         => Blijvend (plastisch)

Nettokracht: Fres

Nettokracht = Resultante kracht (wat er effectief overblijft)
De nettokracht is de "optelsom" van alle krachten!

In gelijke richting: 

• => Optellen

In tegengestelde richting: 

• => Van elkaar af halen

Zwaartekracht: Fz

F_z = m x g

F_z = Zwaartekracht (N)
m = massa (kg)
g = valversnelling (N/kg of m/s2) (binas!!)

LET OP!!! massa is GEEN gewicht

Oplossen van een rekenvraag!

Gegevens:

• Deze haal je uit de tekst / afbeelding / Binas

Gevraagd:

• Kijk wat er gevraagd wordt en in welke eenheid!

Formule:

• Noteer de formule (zoek evt op in de binas)

Uitwerking:

• Laat zien hoe je tot een antwoord komt; invullen van de formule

Antwoord: 

• Geef het antwoord weer; let op de juiste eenheid

Wat is de formule om de zwaartekracht uit te rekenen?

1. Fz = m + g
2. Fz = m x g
3. Fz = m / g
4. Fz = m - g

Opdracht:

Een PlayStation weegt 4500 gram

Bereken de zwaartekracht op de PlayStation

Denk aan de juiste EENHEID!

                  Hoe pak je dat aan!

Gegevens:

• m = 4500 g = 4,5 kg  ;  g = 10 N/kg

Gevraagd:

• Fz = ? N

Formule:

• Fz = m x g

Uitwerking:

• Fz = 4,5 x 10 = 45 N

Antwoord:

• Dus de zwaartekracht is 45 Newton

Hoe bereken je de massa als de zwaartekracht en de valversnelling van de aarde (g) bekent is?

1. m = Fz x g
2. m = Fz : g
3. m = g : Fz
4. m = Fz - g

krachtenschaal

De lengte van de pijl is 3 cm, en de zwaartekracht is 12 N wat is de krachtenschaal dan?

1. 1 cm ≜ 3 N
2. 1 cm ≜ 6,1 N
3. 1 cm ≜ 4 N
4. 1 cm ≜7N

H3.4 Momentenwet

• Hefboomregel; werkkracht x werkarm = lastkracht x lastarm 
• Formule:      
•     M1   =   M2
• F1 x l1 = F2 x l2   
• F1 x 3,0 = 10 x 12
•     F1 x 3 = 120
• F1 = 120 : 3 = 40 N
• Antwoord: De kracht op de spijker is 40 Newton 
• arm 4x kleiner => kracht 4x groter

Kruiwagen met stenen

a) Waar zit het draaipunt?

b) Waar zitten de twee krachten?

c) Lengte arm v/d last (stenen)

• 20 cm (= 0,20 m)

d) Lengte arm v/d spierkracht

• 20 + 120 = 140 cm (= 1,40 m)

e) Massa stenen en kruiwagen = 95 kg, wat is de zwaartekracht hierop.

• G: m = 95 kg ; g = 10 N/m2
• G: Fz = ? N
• F: Fz = m x g
• U: Fz = 95 x 10 = 950 N
• A: De zwaartekracht is 800 N

f) Wat is de spierkracht om de kruiwagen op te tillen?

• G:   F1 = 950 N ; L1 = 20 cm
•        F2 = ? N     ; L2 = 140 cm
• F:    F1 x L1  = F2 x L2
  
• U:   950 x 20 = F2 x 140
•          19 000 = F2 x 140
•  A:     F2 = 19 000 : 140 = 136 N

H3.5 Katrollen en takels

Waarom een katrol?

• maakt tillen makkelijker 

Verschil Katrol en Takel?

• Een takel is een combinatie van                                           twee of meer katrollen 
• => kracht wordt verdeeld

De vaste katrol

Een vaste katrol zit VAST

Een vaste katrol draait de kracht om =>

• Richting veranderd én de
  
• grootte v/d kracht veranderd NIET
  

De losse katrol

• Einde touw zit vast!

• Een losse katrol maakt ons sterker.

• De last wordt verdeeld over het aantal touwen waaraan de katrol hangt.
  
  

Takel

Combinatie van twee of meer katrollen (vast en los)

Voordeel:

• De last wordt verdeeld over de touwen 

Nadeel:

• Wat je wint aan kracht verlies je aan afstand; Dus 1 meter omhoog => 2 meter touw inhalen

Regels

Als het voorwerp aan N stukken 

touw hangt, wordt de hijskracht 

N x zo groot en de hijsafstand 

N x zo klein

De last wordt verdeeld over 

N stukken touw boven gewicht

1 touw

1 m ophoog = 1 m inhalen

F = 24 : 1 = 24 N

2 touwen

1 m ophoog = 2 m inhalen

F = 24 : 2 = 16 N

3 touwen

1 m ophoog = 3 m inhalen

F = 24 : 3 = 8 N

3 touwen

1 m ophoog = 3 m inhalen

F = 24 : 3 = 8 N

4 touwen

1 m ophoog = 4 m inhalen

F = 24 : 4 = 6 N

Voorbeelden van Druk in de natuurkunde

Druk berekenen:

druk hangt af van kracht en oppervlakte 

kracht

Kracht (F) berekenen je met de volgende formule:

F = m x g 

F = kracht in Newton (N)

m = massa in kilogram (kg)

g = valversnelling in newton per kg (N/kg), deze is op aarde altijd 10 N/kg

eenheden

De druk kan je berekenen in verschillende eenheden.

1 Pa = 1 N/m2 = 0,0001 N/cm2

Eric is 66 kg. De zolen van zijn schoenen hebben elk een oppervlak van 300 cm2. 

Hoe groot is de druk die Eric op de grond uitoefent als hij met beide schoenen op de grond staat? Schrijf de berekening op.

Gegevens:

• m = 66 kg => 
• Fz = 66 x 10 = 660 N
• A = 2 x 300 cm2 = 600 cm2

Gevraagd:

• p = ? N/cm2

Formule:

• p = F : A

Uitwerking:

• p = 660 : 600 = 1,1 N/cm2

Antwoord:

• De druk is 1,1 N/cm2

Een vrachtwagen voor zwaar transport mag ieder wiel maximaal 18 kN belasten. De vrachtwagen vervoerd een zwaar onderdeel met een massa van 50 ton (50 000 kg). Daarvoor gebruiken ze een vrachtwagencombinatie met een groot aantal assen. Aan iedere as zitten vier wielen. Hoeveel assen moeten er minimaal aan deze vrachtwagencombinatie zitten?

Gegevens/gevraagd:

• m = 50 000 kg   ;   g = 10 N/m2
• iedere as heeft 4 wielen
• max belasting per as = 4 x 18 kN = 72 kN
• Hoeveel assen minimaal nodig?

Formule/uitwerking:

• Fz = m x g = 50 000 x 10 = 500 000 N = 500 kN
• Aantal assen = 500 kN : 72 kN = 6,9 

Antwoord:

• Dus er zijn minimaal 7 assen nodig

En nu aan de slag met H3.8

• "zelf oefenen" in learnbeat (H3.8)
  
• De docent gaat controleren wat je online gedaan hebt.

Kijk ook de gemaakte opdrachten uit het boek na!

Morgen: Oefentoets

Volgende week PTA H3