Hefbomen/Katapult

• Science
• Middelbare school
• vmbo t, havo
• Leerjaar 2

Hefbomen

Wat zijn hefbomen?

Met hefbomen kun je beweging en kracht overbrengen. De hunebedbouwers wisten dat al. Kijk maar hoe ze een zware kei verplaatsten.

 
Je ziet in de volgende dia een kei, een stok en een zwart rondje (dit is een boomstam). Hiermee kun je een zware kei opkrikken. Het is geen zwaar werk. Hoe komt dat?

Kijk naar de afstand tussen de kei en de boomstam. Deze is kleiner dan de afstand tussen de boomstam en degene die de stok omlaag duwt. Met een hefboom kun je zo zware klussen lichter maken.
De beweging verandert door de hefboom. Je duwt de hefboom omlaag, de hefboom duwt de kei omhoog. Je snapt waarom je de boomstam het draaipunt noemt?
Voor kinderen is het leuk om te ervaren: klein zijn en toch sterk zijn! Dat kan met een wip. Een groot kind schuift naar het midden en een kleiner kind kan de ander toch de lucht in wippen. Bij timmeren merk je het ook. Kinderen neigen ertoe om de hamer kort vast te pakken. Maar als je hem bij het uiteinde vastpakt, kun je veel harder slaan.

Je kunt uitrekenen hoeveel sterker je wordt, door te meten.
Meet op:
afstand draaipunt - hand (a)
afstand draaipunt - kei (b)
Als de afstand a twee keer zo groot is als b, ben je door de hefboom twee keer zo sterk geworden.
Is dat toveren? Nee. Het is net als met zware zandzakken versjouwen. Je kunt het zand in kleinere zakken doen. Dat is lichter, maar je moet er zo wel meer zakken versjouwen. Bij de drie keer zo lange hefboom, moet je de hefboom over een drie keer zo lange afstand indrukken.

•    Met een hefboom kun je een kracht vergroten
•    Een hefboom heeft een draaipunt
•    De inspanning is de kracht die je op de hefboom uitoefent
•    De last is de kracht die je met een hefboom wilt overwinnen
•    Werkt de kracht ver van het draaipunt? Dan is de kracht groter
•    Hoe groter de hefboom, hoe meer kracht je kunt zetten

Voorbeelden van hefbomen:

schaar, snoeischaar, knijper, wip, pincet, roeispanen, hamer, koevoet.

Geef nu zelf voorbeelden van hefbomen

Katapult

Katapult

Bij het maken van de katapult moet je een stevige constructie maken. Je begrijpt dat er grote krachten aanwezig zijn in de constructie.
Met spierkracht wordt de katapult aangespannen. Laat je de katapult los, dan wordt jouw energie in het elastiek van de katapult gestopt. De energie van de elastiek gaat in één keer naar de arm van de katapult die losschiet. Daardoor wordt al die energie gestopt in het propje (of de steen) dat wegvliegt.
Dus: hoe sterker het elastiek, hoe meer kracht de katapult heeft en hoe verder hij zal schieten. Als je twee elastieken vast maakt, komt het propje dus verder.
Je kunt zo ver schieten doordat je de kracht van de elastiek(en) gebruikt. Hoe harder de elastieken naar beneden getrokken worden, hoe harder de elastieken ook terugschieten en hoe harder daardoor het propje weggeschoten wordt.

Eisen

De lepelblijde moet stevig in elkaar zitten.
De lepelblijde moet een as hebben.
Door een simpele handeling kun je het propje ver weg laten schieten.
Je moet de werp arm vast kunnen zetten.

Voorbereiden en tekenen

Maak een duidelijke schets van jouw lepelblijde. Zet hier ook de maten bij.
Denk goed na over de beweging die de lepelarm moet maken, hoe je de hele constructie zo stevig mogelijk maakt en wat je moet doen om een propje zo ver mogelijk te laten schieten.

Maken

Teken op het hout wat je wilt uitzagen. Gebruik hiervoor liniaal en potlood.
Zaag de onderdelen uit en bevestig deze aan elkaar.
Controleer of alles goed past en werkt. Breng eventueel verbeteringen aan.
Werk het apparaat af.

Planning en beoordeling