Praktische toets Krachten, momenten en hefbomen

Praktische toets:
Krachten, momenten en hefbomen






Volgende week: woensdag 26 mrt
Praktische en theoretisch Schoolexamen
Weging 15x
1 / 33
volgende
Slide 1: Tekstslide
NatuurkundeMiddelbare schoolvmbo kLeerjaar 4

In deze les zitten 33 slides, met interactieve quiz, tekstslides en 2 videos.

Onderdelen in deze les

Praktische toets:
Krachten, momenten en hefbomen






Volgende week: woensdag 26 mrt
Praktische en theoretisch Schoolexamen
Weging 15x

Slide 1 - Tekstslide

Wat kun je verwachten
  • Practicum met de hefboom (Startopdrachten, verwerking, verslag doe je zelfstandig)

  • Je wordt beoordeeld op de volgende onderdelen
      1.  Startopdrachten maken (8 pnt)
           (b.v. formule Fz , momentenwet, hefboomregel)
      2.  Uitvoering practicum (pakken/opruimen spullen, opstelling maken) (14 pnt)
      3.  Verwerking practicum (rekenopdrachten) (10 pnt)
      4.  Conclusie trekken (2 pnt)
      5.  Hints vragen tijdens toets => kost 1 pnt (max 3 pnt, v/d 34 pnt)

  • Hiervan maak jij jouw verslag in de klas, evt verder uitwerken volgende les (donderdag)

Slide 2 - Tekstslide

Planning

  • Uitleg Krachten, momenten en hefboomregel (herh. 3de jaar)
  • Oefenen met practicum
  • Maken rekenopdrachten

Vandaag: Donderdag 20 mrt: Theorie, demonstratie hefboom
Dinsdag 25 mrt: oefenpracticum met rekenopdrachten
Woensdag 26 mrt: SE praktisch-theoretisch Kracht, moment en hefboom

Slide 3 - Tekstslide

Zwaartekracht
bij alles wat je optilt voel je een kracht, dit is zwaartekracht.
hoe kleiner het gewicht hoe minder zwaartekracht

Fz = m x g    
(binas 79 ; Fg = m x g)








Slide 4 - Tekstslide

Zwaartekracht: Fz
Fz = m x g

Fz = Zwaartekracht [N]  (Fz = Fg = gewicht)
m = massa [kg]
g = valversnelling [N/kg of m/s2](binas!!)

LET OP!!! massa is GEEN gewicht

Slide 5 - Tekstslide

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 (grootheid = getal + eenheid) let op de juiste eenheid

Slide 6 - Tekstslide

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:
  • Fz = 45 N  

Slide 7 - Tekstslide

Soorten hefbomen
Enkele hefboom                                       Dubbele hefboom

Slide 8 - Tekstslide

Slide 9 - Video


Momenten

Het moment zorgt voor een draaiende beweging.

Je hebt een linksdraaiend moment en een rechtsdraaiend moment.


Moment = Kracht x lengte arm


(Binas 75 ; M = F * l)



Slide 10 - Tekstslide

Momentenwet

  • Moment = Kracht   x   lengte arm     (M =F x l)
  • Het moment van een kracht is gelijk aan de grootte van de                     kracht  x  lengte van de arm. (Binas 715)
  • De arm van een kracht is de afstand tussen de werklijn van de kracht en de draai-as van de hefboom.


Slide 11 - Tekstslide

Rekenen aan hefbomen
Leerdoel - Je leert rekenen met de hefbomwet





Is de hefboom in evenwicht???
Wat is moment links??          en rechts??
  • Ml = Fl x Fl = 2 x 3 = 6  ;   Mr = Fr x lr = 2 x 4 = 8

Slide 12 - Tekstslide

Werken met hefbomen
Een hefboom is in evenwicht als het moment linksom gelijk is aan het moment rechtsom.





      Ml = Fl x ll                                  Mr = Fr x lr

Slide 13 - Tekstslide

Hefboomwet
  • Door de verhouding in de hefboom hoef je met een lange arm maar weinig kracht te zetten, om bij de korte arm heel veel kracht te krijgen.
  • M1 = M2    =>   F1 x l1 = F2 x l2     (Staat NIET in de binas; momentenwet wel)

Slide 14 - Tekstslide

Werktuigen / Hefbomen
Grotere kracht maken  --> Hefboom

  • Draaipunt
  • Grote arm (werkkracht)
  • Kleine arm (lastkracht)

MOMENTENWET:        M1 = M2
                                     F1 x L1 = F2 x L2
M (moment) = F (kracht) x Lengte arm


Slide 15 - Tekstslide

oplossing voor:    Rekenen met hefbomen
Bij hefbomen in evenwicht bepaal je altijd in deze volgorde:
1) Waar zit het draaipunt?
2) Zoek de korte arm en de lange arm (in meters)
3) Zoek de twee krachten (in Newton)

Slide 16 - Tekstslide

Hefboomwet: F1 x L1 = F2 x L2  
                            M1    =     M2 
Hefboomregel; werkkracht x werkarm = lastkracht x lastarm 
Formule:                      M1 = M2
                          F1  x  L1  = F2  x L2   
  • Uitwerking:  120 x 0,30 = F2 x 0,10
  •                                  36 = F2 x 0,10
  •                       36 : 0,10  = F2
  •                             360 N = F2
  • Antwoord: De kracht rechts is 360 Newton (3x groter dan lengte)


Slide 17 - Tekstslide

Bepaal of de hefboom in evenwicht is

Slide 18 - Open vraag

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


Slide 19 - Tekstslide

Samenvatting: Krachten, momenten en hefbomen
* Zwaartekracht;  Fz = Fg = m x g
*  Moment;           M = F x l
* Hefboomwet:     M1 = M2  <=> F1 x l1 = F2 x l2
* Hoe langer de werkarm => hoe groter de kracht op de last                                                  => hoe kleiner de spierkracht


Slide 20 - Tekstslide

Vragen?
VRAGEN?

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Video

Slide 23 - Tekstslide

Vandaag: Practicum Hefboom in evenwicht
1. Lees het practicum volledig door, en maak de startopdrachten => weet wat je moet doen
2. Noteer de formule om de zwaartekracht te berekenen:
  •  Fz = m x g     (Fg = m x g)
3. Noteer de formule om het Moment te berekenen: 
  • M = F x l     (moment = kracht x lengte arm)
4. Noteer de eenheid van Moment: 
  • Eenheid van Moment is in [Nm]
5. Noteer de hefboomwet: 
  • F1 x l1 = F2 x l2
6. Welke drie voorwaarden heb je nodig voor een hefboom?
  • Draaipunt  -  Korte arm, grote kracht  -  Lange arm, kleine kracht

Slide 24 - Tekstslide

Resultaten
N blokjes links
F1 
[N]
l1 
[m]
Bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
N blokjes rechts
F2 
[N]
l2
[m]
bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
1
0,5   N
0,2  m
M=0,5x0,2=0,1 
4
2,0 N
0,05 m
M=2x0,05=0,1
2
1,0   N
0,2  m
M=1,0x0,2=0,2
4
      N
0,01 m
M=...x0,01=0,2
3
1,5   N
0,1  m
M=
6
      N
M=
3
        N
0,2  m
M=
4
      N
M=
6
        N
0,05 m
M=
2
      N
M=

Slide 25 - Tekstslide

Resultaten
N blokjes links
F1 
[N]
l1 
[m]
Bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
N blokjes rechts
F2 
[N]
l2
[m]
bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
1
0,5   N
0,2  m
M=0,5x0,2=0,1 
4
2,0 N
0,05 m
M=2x0,05=0,1
2
1,0   N
0,2  m
M=1,0x0,2=0,2
4
2,0 N
0,01 m
M=2,0x0,01=0,2
3
1,5   N
0,1  m
M=
6
      N
M=
3
        N
0,2  m
M=
4
      N
M=
6
        N
0,05 m
M=
2
      N
M=

Slide 26 - Tekstslide

Resultaten
N blokjes links
F1 
[N]
l1 
[m]
Bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
N blokjes rechts
F2 
[N]
l2
[m]
bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
1
0,5   N
0,2  m
M=0,5x0,2=0,1 
4
2,0 N
0,05 m
M=2x0,05=0,1
2
1,0   N
0,2  m
M=1,0x0,2=0,2
4
2,0 N
0,01 m
M=2,0x0,01=0,2
3
1,5   N
0,1  m
M=1,5X0,1=0,15
6
3,0 N
0,05 m
M=3,0X0,05=0,15
3
        N
0,2  m
M=
4
      N
M=
6
        N
0,05 m
M=
2
      N
M=

Slide 27 - Tekstslide

Resultaten
N blokjes links
F1 
[N]
l1 
[m]
Bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
N blokjes rechts
F2 
[N]
l2
[m]
bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
1
0,5   N
0,2  m
M=0,5x0,2=0,1 
4
2,0 N
0,05 m
M=2x0,05=0,1
2
1,0   N
0,2  m
M=1,0x0,2=0,2
4
2,0 N
0,01 m
M=2,0x0,01=0,2
3
1,5   N
0,1  m
M=1,5X0,1=0,15
6
3,0 N
0,05 m
M=3,0X0,05=0,15
3
1,5   N
0,2  m
M=1,5x0,2=0,30
4
2,0 N
0,15 m
M=2,0x0,15=0,30
6
        N
0,05 m
M=
2
      N
M=

Slide 28 - Tekstslide

Resultaten
N blokjes links
F1 
[N]
l1 
[m]
Bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
N blokjes rechts
F2 
[N]
l2
[m]
bereken moment
M=Fxl 
[Nm]
1
0,5   N
0,2  m
M=0,5x0,2=0,1 
4
2,0 N
0,05 m
M=2x0,05=0,1
2
1,0   N
0,2  m
M=1,0x0,2=0,2
4
2,0 N
0,01 m
M=2,0x0,01=0,2
3
1,5   N
0,1  m
M=1,5X0,1=0,15
6
3,0 N
0,05 m
M=3,0X0,05=0,15
3
1,5   N
0,2  m
M=1,5x0,2=0,30
4
2,0 N
0,15 m
M=2,0x0,15=0,30
6
3,0   N
0,05 m
M=3,0x0,05=0,15
2
1,0 N
0,15 m
M=1,0x0,15=0,15

Slide 29 - Tekstslide

Berekening tweede regel

Gegevens:
  • F= 0,5 N ; l= 0,2 m 
  • F= 2,0 N ; l= 0,05 m
Gevraagd:
  • M1 = M2
Formule:
  • F1 x l1 = F2 x l2
Uitwerking:
  • 0,5 x 0,2 = 2,0 x 0,05
  • 0,1 = 0,1
Antwoord:
  • M1 = M2 = 0,1 Nm

Berekening laatste regel
  Gegevens:
  • F= 3,0 N ; l= 0,02m  
  • F= 2,0 N ; l= 0,05 m
Gevraagd:
  • M1 = M2
Formule:
  • F1 x l1 = F2 x l2
Uitwerking:
  • 0,5 x 0,2 = 2,0 x 0,05
  • 0,1 = 0,1
Antwoord:
  • M1 = M2 = 0,1 Nm

Slide 30 - Tekstslide

Conclusie: 
"Hoe maak je evenwicht met een hefboom"

  • Je maakt evenwicht met een hefboom als kracht × arm aan beide kanten van het draaipunt gelijk is.

  • Kracht links x arm links = Kracht rechts x arm recht
  • F1 x l1 = F2 x l2

Slide 31 - Tekstslide

Slide 32 - Tekstslide

Morgen PTA in 2 groepen; 1ste + 6de uur

Slide 33 - Tekstslide