H10 Krachten

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo g, t
• Leerjaar 4

Krachten

Hoofdstuk 10

Soorten Krachten

§1

Leerdoelen 10.1

10.1.1 Je kunt beschrijven welke effecten krachten op een voorwerp kunnen hebben.

10.1.2 Je kunt de grootte van een kracht met een geschikte krachtmeter meten.

10.1.3 Je kunt een kracht tekenen als een vector, volgens een gegeven krachtenschaal.

10.1.4 Je kunt de krachten benoemen die in een gegeven situatie op een voorwerp werken.

10.1.5 Je kunt de zwaartekracht berekenen die op een voorwerp werkt.

10.1.6 Je kunt beredeneren of twee magnetische voorwerpen elkaar aantrekken of afstoten.

10.1.7 Je kunt beredeneren of twee elektrisch geladen voorwerpen elkaar aantrekken of afstoten.

De effecten van krachten

• Krachten kun je niet zien.
• Je kan wel het effect van een kracht zien.
• Je kan voorwerpen vervormen.  Dit kan blijvend (plastische vervorming) of niet blijvend (elastische vervorming) zijn. *
• Je kan ook de snelheid en de richting van een voorwerp veranderen.

Paspoort: Kracht

• Grootheid: Kracht.
• Symbool: F
• Eenheid: Newton
• Afkorting van de eenheid: N
• Kracht van 300 Newton
• F=300 N

Krachten meten

• Dit doe je met een Newtonmeter / krachtenmeter / dynamometer.
• Hier zit een veer in.  Stugge veren zijn voor grote krachten en slappe veren zijn voor kleine krachten.
• Bekijk steeds het meetbereik (0N - 5N).
• Lees zo nauwkeurig mogelijk af!

Krachten tekenen

• Heeft een richting, lengte en een grootte.  Daarom is dit ook een vector!
• Geef elke pijl ook een naam!
• Net zoals op een landkaart gebruik je een schaal, de krachtenschaal.
• bv: 1 cm ≙ 5 N
• Dat betekent dat een pijl met een lengte van 1 cm een kracht van 5 N voorstelt. 

Zwaartekracht

• Op elk voorwerp werkt zwaartekracht.
• Deze is uit te rekenen als je de massa (kg) vermenigvuldigd met de valversnelling (9,80665 N/kg → 10 N/kg). *
• Zwaartekracht = m(kg) x 10

F​zw​​=m⋅10

Een cementbak heeft een massa van 3,5 ton.  Bereken de kracht die uitgeoefend wordt in de kabel.

Een cementbak heeft een massa van 3,5 ton. Bereken de kracht die uitgeoefend wordt in de kabel.

Gegevens

•  
•  
•  

Gevraagd

•  

Oplossing

Conclusie:

Nog enkele krachten

• Spierkracht → je oefent met je spieren een kracht uit op ...
• Veerkracht → tegenwerkende kracht die een veerkrachtig voorwerp op je uitoefent.
• Spankracht → kracht in een strakgespannen kabel.
• Normaalkracht → kracht die de bodem op een voorwerp uitoefent.
• Magnetische kracht → kracht die een magneet uitoefent op een voorwerp. *
• Elektrische kracht.

Krachten rond een magneet.  Je ziet de veldlijnen.

Krachten die elektrische ladingen kunnen uitoefenen

Krachten in constructies

§2

Leerdoelen 4GT

Om een constructie te maken moet nagedacht worden over de materialen.  Er komen verschillende soorten krachten op te staan.

De tuibrug

• Op de kabels staat er een spankracht → 
  
  
• Op de pylonen staat een drukkracht → 
  
  
• Op het brugwegdek staan druk en trekkrachten 

Onbelast

• Dan staan er geen krachten op een voorwerp.

Bouwmaterialen kiezen

• Berekenen hoe de belasting op materialen werkt.  Dus rekening houden met druk- en trekkrachten.
• Bakstenen zijn goed bestand tegen drukkrachten maar niet tegen trekkrachten.

Beton

• Beton wordt gemaakt door zand, grind, cement en water in de juiste verhouding te mengen.
• Goed bestand tegen drukkrachten, maar betonnen vloeren kunnen doorzakken → trekkrachten!
• Dan worden er kabels of netten in beton gespannen → gewapend beton.

Gewapend beton

Boogvorm

Boogvormen zijn zeer sterk!

De betonvibrator

Hout

• Hout kan tegen druk- en trekkrachten.
• Makkelijk te bewerken en elkaar te bevestigen.
• Driehoekige vormen zijn zeer sterk.

Driehoekige vormen zijn sterk

Andere ontwerpeisen

• Er wordt ook rekening gehouden met andere factoren dan sterkte:
• de dichtheid;
  
• het uiterlijk;
  
• de prijs;
  
• de isolatiewaarde;
  
• de brandbaarheid;
  
• de duurzaamheid;
  
• de effecten op het milieu.

Leerdoelen check 4GT

Lezen en maken met potlood

• 4GT → blz 81 - 88

Krachten samenstellen

§3

Leerdoelen 4GTL

Vraag

• Welke krachten werken op je pennenmap?

Vraag

• Welke krachten werken op je pennenmap?
• Zwaartekracht en normaalkracht
• Welke kracht overwint?

Vraag

• Welke krachten werken op je pennenmap?
• Zwaartekracht en normaalkracht
• Welke kracht overwint?
• Geen, er is evenwicht en de nettokracht is 0N.

De resultante

• Dit is nettokracht (het resultaat van 2 of meerdere krachten) die op een voorwerp inwerkt.
• Bij een glas op tafel is die 0N.  Er is een evenwicht (tussen zwaartekracht en normaalkracht).

De resultante berekenen

• Als de krachten in dezelfde richting werken, mag je deze optellen.
  
  
  
• Als de krachten in tegengestelde richting werken, mag je deze van elkaar aftrekken.

F​res​​=F​1​​+F​2​​

F​res​​=F​1​​−F​2​​

Maar hoe lossen we oefening c dan op?

Constructie maken!

= examenstof

Enkele voorbeelden

Krachten samenstellen

Leerdoelen 4GTL

Lezen en maken met potlood

• 4GT → blz 89 - 99

Krachten ontbinden

§4

Leerdoelen 4GT

3 keer evenwicht

Krachten in constructies

• Bij het ontwerpen van een constructie vraagt een ontwerper zich steeds een aantal zaken af.
  
• Wat voor krachten komen er op elk onderdeel te staan?
  
• • Gaat het om drukkrachten of om trekkrachten?
  
• • Wat weet ik over de grootte van deze krachten?
  
• • Hoe sterk moet ik ieder onderdeel maken?
• Daarom worden deze krachten vaak ontbonden.  We maken enkele oefeningen.

Leerdoelen check 4GT

Lezen en maken met potlood

• 4GT → blz 100 - 113