Les Biofysica - 4vwo - 16-2-2021

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Les over Biofysica
 dinsdag 16 feb.

• Bespreken 35 d en e;
  37 a, c en d,
  38
• Maken en bespreken 39
• Huiswerk opgeven

Opgave 35d

• tweede kracht met rechtsdraaiend moment 
• dus moet de veerkracht (linksdraaiend moment) groter zijn
•  dus rekt de veer meer uit
• hij wordt dus langer

Opgave 35e

Krachtenevenwicht: F_S=F_v+F_z+F_p .
F_p is er nu bijgekomen
maar Fv is  groter geworden, dus de kracht in S neemt met meer dan F_p toe -->
antwoord B

Opgave 37a

Fz = m × g = 9,4 × 9,81 = 92,21 N

Uit de figuur blijkt dat:
 r_p = 2 x r_z, dus

 F_p = ½ x F_z  -->
 F_p = ½ x 92,21 = 46 N

Opgave 37c

r_spier = 2,2 m
r_z = 1,3 × cos(20°) = 1,22 m en Fz =  92,21 N

F_spier × r_sp = F_z × r_z

F_spier × 2,2=92,21 ×1,22

F_spier=112,50/2,2=51 N

Opgave 37d

Spierkracht niet loodrecht dan r_spier kleiner dan  2,2 m
M_spier = M_z = 112,50 N blijft

Dus als r_spier kleiner wordt, moet F_spier groter worden.

Dus geeft loodrecht de kleinste kracht

Opgave 38a

 M_sp=M_z 
F_sp ×  r_sp = F_z × r_z

r_z = 40 cm = 0,40 m

F_sp = 1,8∙10³ N 
r_sp = 0,60 x sin(9,2°)
        = 0,0959 m

Opgave 38a

 F_sp ×  r_sp=F_z × r_z

1,8∙10³ × 0,0959 = F_z×0,40

F_z = 1,8∙10³× 0,0959 /0,40
F_z = 4,317∙10² N 

m = F_z/g
      = (4,317∙10²)/9,81 = 44 kg

Opgave 38b

De kracht in S moet even groot maar tegengesteld gericht zijn aan de somkracht van F_sp en F_z

De spierkracht maakt een hoek met de zwaartekracht; we kunnen dus niet gewoon optellen. 

Opgave 38b

We gaan de spierkracht in een x- en y-component ontbinden.

F_sp,x =F_sp × cos⁡(9,2°) = 4,26∙10² N

In de x-richting is F_sp,x de enige kracht, dus
F_s,x = F_sp,x

Opgave 38b

F_sp,y =1 ,8∙10³ × sin⁡(9,2°)
F_sp,y = 2,878∙10² N naar beneden!

F_s,y = F_z - F_sp,y
          = 4,317∙10² - 2,878∙10² 
          = 1,439∙10² N

Opgave 38b

Nu F_s  met Pythagoras
en de hoek met tan:

Opgave 38c

Emmer water 10 L,
F_z,emmer = 9,8.10² N,
r_{z, emmer} = 0,60 m

extra rechtsdraaiend moment :

F_sp× r_sp =  F_z × r_z
                       + F_z,emmer × r_z,emmer

Opgave 38c

F_sp× r_sp =  F_z × r_z
                       + F_z,emmer × r_z,emmer

 F_sp × 0,0959 = 4,317∙10² × 0,40

                                  + 9,8∙10² × 0,60 

F_sp = 7,9∙10³ N;
dus een extra kracht van
7,9∙10³ – 1,8∙10³ = 6,1∙10³ N.

Maak opgave 39a. Gebruik het tekenblad.

Opgave 39a

Opmeten in de tekening op het werkblad :

 
r_bal = TS = 6,7 cm en

r_sp = 1,5 cm

Opgave 39a

r_bal = 6,7 cm; F_bal = 78,4 N

r_sp = 1,5 cm

 F_sp × r_sp = F_bal × r_bal

F_sp × 1,5 = 78,4 × 6,7

F_sp = 78,4×6,7 / 1,5 
F_sp = 350,6 = 3,5∙10² N

Thuiswerk voor vr 19-2

Bestudeer Biofysica B3 helemaal en maak opgave 39b (construeren en berekenen) en 40

Bestudeer H3.1  en van H3.2 begrijpen behalve het stukje "Gasdruk meten" en maak opgave 4 en 6