4.4 Krachten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Is dit een st of een vt-diagram?

Is dit een st of een vt-diagram?

Leerdoelen

Aan het einde van de paragraaf kan je:

- De 3e wet van Newton benoemen

- Verschillende soorten krachten opnoemen

- Het verschil tussen verschillende soorten krachten uitleggen

- Evalueren wanneer welke krachten werken

- De formules voor zwaartekracht en veerkracht benoemen

- De zwaartekracht op een voorwerp berekenen

- De veerkracht van een veer berekenen

Wanneer werken krachten?

1. Altijd
2. Dat ligt aan de situatie
3. Alleen als er een beweging plaatsvindt

Krachten in wisselwerking

Als je fietst en je zet kracht op je trapper, dan zet die trapper ook een kracht op jouw voet.

Actie = reactie

3e wet van Newton:

F​A​​=−F​B​​

Welke situaties kan je nog meer bedenken waarin de 3e wet van Newton werkt?

Verschillende krachten

Nu je op je stoel zit, werken er een aantal krachten:

- Zwaartekracht (de Aarde trekt aan jou)

- Normaalkracht (zorgt ervoor dat je niet door je stoel heen zakt)

- Spierkracht (als je bijvoorbeeld meeschrijft)

Wrijvingskracht

Fietsen op net nieuw asfalt gaat makkelijker dan in mul zand. 

De wrijvingskracht is op asfalt kleiner dan in zand.

Hoe zwaarder iets is, des te meer wrijvingskracht iets heeft.

Wrijvingskracht staat altijd tegen de bewegingsrichting in.

Fwr

Fwr

00:18

Wat zal er gebeuren?

1. De veer valt sneller dan de bowlingbal
2. De bowlingbal valt sneller dan de veer
3. Ze vallen beide even snel

00:26

Waarom valt de bowlingbal sneller dan de veren?

00:55

Waarom vallen de bowlingbal en de veren nu even snel?

Zwaartekracht

Alle massa's trekken aan elkaar, hoe zwaarder het voorwerp hoe harder het aan iets trekt.

De formule voor zwaartekracht:

Fz = zwaartekracht (N)

m = massa (kg)

g = zwaartekrachtsconstante (N/kg), op Aarde 9,8 N/kg

F​z​​=m⋅g

Bereken de zwaartekracht op een persoon van 80 kg op Aarde

Op welk van de volgende planeten werkt de grootste zwaartekracht op een voorwerp van 50 kg?

1. Mars
2. Aarde
3. Jupiter
4. Saturnus

Veerkracht

Een veer kan je gebruiken om een kracht

te meten. Hier moet je de veerconstante

weten, dat is de hoeveelheid uitrekking bij een 

bepaalde kracht. 

Je kunt dit berekenen met de formule:

Fv=C⋅u

Veerkracht (1)

Fv = Veerkracht (N)

C = Veerconstante (N/m)

u = Uitrekking (m)

Een stuggere veer (grotere C) zal dus minder uitrekken bij een kracht van 100N dan een minder stugge veer.

Fv=C⋅u

Opdracht

Een man (75kg) rijdt met zijn fiets (7.5 kg) een helling op. 

Leg uit waarom de fietser meer kracht moet leveren als hij een helling oprijdt dan wanneer hij op een vlak stuk weg rijdt.

De man fietst 20 km/h en heeft daarbij een luchtweerstand van 120 N. Op een vlak wegdek heeft de man een rolweerstand van 40% van de zwaartekracht. Als de man een helling oprijdt komt daar 18% van die 40% bij. De man rijdt in een constant tempo. 

Teken de situatie op een vlak wegdek, én wanneer hij een helling oprijdt. Zorg ervoor dat de krachten op het goede punt aangrijpen en dat ze de goede lengte hebben t.o.v. de andere werkende krachten.