3H Overal Natuurkunde Hfst 1.2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Krachten gebruiken

Leerdoelen

Je kunt uitleggen wat hefbomen zijn.

Je kunt rekenen met de formule voor zwaartekracht en de hefboomwet.

Hoe reken je de zwaartekracht uit?

1. W = F x s
2. C = F/u
3. M = F x r
4. Fz = m x g

Wat is de eenheid van zwaartekracht?

1. Watt
2. Newton per kilogram
3. Newton
4. Volt

Op een voorwerp van 3,5 kg werkt de zwaartekracht.
Hoe groot is de zwaartekracht?

1. 0,34 N
2. 3,4 N
3. 34,3 N
4. 343 N

Wat is een hefboom?

1. Een manier om met een grote spierkracht een kleine werkkracht uit te oefenen.
2. Een manier om met een kleine spierkracht een grote werkkracht uit te oefenen.
3. Een manier om met een kleine werkkracht een grote spierkracht uit te oefenen.
4. Een manier om met een grote werkkracht een kleine spierkracht uit te oefenen.

Is deze hefboom in evenwicht?

1. Ja, de hefboom is in evenwicht
2. Nee, draait naar links
3. Nee, draait naar rechts

Hoe luidt de hefboomwet ?

1. s = v x t
2. F = m x g
3. M = F x r
4. F x r(l) = F x r(r)

Wat weet je nog van de vorige les?

Soms wil je kracht verkleinen

Waar zit hier het draaipunt?  

En de werkkracht?  

En de spierkracht?

Werkkracht F_werk

Spierkracht F_spier

arm Lspier

arm Lwerk

Werkkracht F_werk

Spierkracht Fspier

Waar zit hier het draaipunt? 

En de werkkracht? 

En de spierkracht?

Spierkracht F_spier

Werkkracht F_werk

Waar zit hier het draaipunt? 

En de werkkracht? 

En de spierkracht?

Spierkracht F_spier

Werkkracht F_werk

spierkracht

werkkracht

arm L_spier

Bij welke schaar is
de werkkracht ongeveer
even groot als de spierkracht?

1. Bovenste schaar
2. Middelste schaar
3. Onderste schaar
4. Bij geen van de drie

Wie kan uitleggen waarom de werkkracht net zo groot is als de spierkracht

Bij welke schaar is
de werkkracht groter dan
de spierkracht?

1. Bovenste schaar
2. Middelste schaar
3. Onderste schaar
4. Bij geen van de drie

Wie kan uitleggen waarom de werkkracht groter is dan de spierkracht

Ben wil de kracht meten waarmee een met heliumgas gevulde ballon omhoog wil. Hij
bouwt de opstelling uit de figuur.
Hij hangt een gewichtje aan een lichte hefboom, zodat de hefboom in
evenwicht is. Het gewichtje weegt 40 g en hangt 4 cm van het draaipunt. De
ballon hangt 20 cm van het draaipunt. Bereken de kracht waarmee de ballon omhoog wil.

Notenkraker

Melle kraakt een walnoot met een notenkraker. 

Hij oefent een kracht van 15 N uit op elk van de handvatten.

Bereken hoe groot de kracht op de walnoot is (gebruik het S.P.A.)

Notenkraker

r_l = 4,0 cm; Fr = 30 N; r_r = 11,2 cm

F_l = ?

F_l ∙ r_l = F_r ∙ r_r

F_l× 4,0 = 30 × 11,2

F_l x 4,0 = 336

F_l = 336/4,0 = 84 N

De kracht op de walnoot is 84 N

Dakkraan: om voorwerpen naar boven te brengen bij hoge gebouwen

In de tekening is de lengte van de armen weergegeven. De kraan is in gebruik en in evenwicht. De massa van het contragewicht bedraagt 1200 kg.

Bereken het gewicht dat de kraan 

maximaal kan tillen zonder om te 

vallen. Rond af op een geheel getal

Dakkraan: om voorwerpen naar boven te brengen bij hoge gebouwen

m_l = 1200kg; r_l = 0,8 m; r_r = 3,5 m. 

Fr = ?

F_l = m_l x g = 1200 x 9,81 = 11772 N

F_l x r_l = F_r x r_r

11772 x 0,8 = F_r x 3,5

9417,6 = F_r x 3,5 => F_r = 9417,6/3,5 = 2691 N

Hoge druk of lage druk in bergen?

1. Hoge druk (meer dan 1000 mbar)
2. Lage druk (minder dan 1000 mbar)

De eenheid van druk is

1. kracht per meter (N/m).
2. newton per meter (N/m).
3. kracht per vierkante meter (N/m²).
4. newton per vierkante meter (N/m²).

Een druk van 5000 N/m² werkt op 0,40 m². Hoe groot is de kracht?

1. 2000 N
2. 12500 N
3. 1250 N
4. 125 N

Opgave
Een graafmachine (m = 6000 kg) heeft rupsbanden om de druk te verkleinen naar 12 kPa.

Bereken het oppervlakte van de rupsbanden.

Oplossing

F =                     N

p =                     N/m²

A = F / p

A =                    m²

6000

58860

12

12000

4,9

6,0

Wat gebeurd er met de druk als je het oppervlak kleiner maakt?

1. De druk blijft gelijk
2. De druk neemt toe
3. De druk neemt af

Je slaat met een hamer tegen een blok hout met een kracht van 100N.
De hamerkop heeft een oppervlakte van 1 cm2.
Hoe groot is de druk?

1. 1000000N/m​2​​
2. 10000N/m​2​​
3. 1000N/m​2​​
4. 100N/m​2​​

Een graafmachine heeft rupsbanden om zonder problemen over een drassig bouwterrein te kunnen rijden. De rupsbanden zijn nodig om de                                  over een groter oppervlak te verdelen. Daardoor wordt de                                     op de grond                    . 

druk

kracht

groter

kleiner

Vragen ?

Aan de slag

Bestudeer H 1.2 Maak de vragen 13 t/m 16, 18, 19, 21 t/m 24 

Toets: 27 november 2024

​

Bij welke schaar is
de werkkracht kleiner dan
de spierkracht?

1. Bovenste schaar
2. Middelste schaar
3. Onderste schaar
4. Bij geen van de drie

Wie kan uitleggen waarom de werkkracht kleiner is dan spierkracht

Leerdoelen 4.2 Takels en andere werktuigen

- benoemen hoe je met katrollen, takels en tandwieloverbrengingen je spierkracht kunt overbrengen naar een grotere werkkracht

- berekeningen maken met katrollen

- de betekenis uitleggen van de uitspraak: 'wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand'

Verhuizen in Amsterdam

vaste katrol

spierkracht is even groot als werkkracht, maar richting verandert

Hoe heet de kracht waarmee
het blok naar beneden
wordt getrokken?

Zwaartekracht

F_z = m * g

F_z = zwaartekracht in N (Newton)

m = massa in kg

g = 9,81 m/s² of 9,81 N/kg

Voorbeeld: Wat is de zwaartekracht op een blok van 20 kg?

Wat is de zwaartekracht op een blok van 20 kg?

Gegeven: m = 20 kg
g = 9,81 m/s² of 9,81 N/kg

Gevraagd: Fz

Oplossing:  Fz = m * g

Fz = 20 * 9,81 = 196,2 N

Schrijf altijd de formule op!

Losse katrol: minder kracht nodig, meer touw inhalen

Bij een vaste katrol verandert alleen de                van de kracht. De grootte van de kracht blijft               .

Met een losse katrol                     je de spierkracht die je nodig hebt en                      je de hoeveelheid touw die je in moet halen. 

verdubbel

richting

gelijk

halveer

Takels: je combineert losse en vaste katrollen

Spierkracht gelijk       
aan werkkracht,
want verdeelt over 1 touw

Spierkracht helft van werkkracht, want verdeelt over 2 touwen.
2x zoveel touw inhalen

Spierkracht 1/3 van werkkracht, want verdeelt over 3 touwen. 3x zoveel touw inhalen

Wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand

Hoe minder spierkracht je nodig hebt voor dezelfde werkkracht, hoe meer touw je in moet halen
(of hoe langer je bezig bent, zie figuur 4.15 blz 136)

Kun je nu..

- benoemen hoe je met katrollen, takels en tandwieloverbrengingen je spierkracht kunt overbrengen naar een grotere werkkracht

- berekeningen maken met katrollen

- de betekenis uitleggen van de uitspraak: 'wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand'

Opdrachten maken

route 1:      17, 18, 19, 21, 22, 24, 25

route 2:          19, 20, 22, 23, 25, 26

Break-out rooms via TEAMS