Kracht en Moment

Hoofdstuk 3. Kracht & Moment 3.1 Kracht als vector
3.2 Krachten in evenwicht
3.3 Eerste wet van Newton
3.4 Tweede wet van Newton
3.5 Zwaartekracht en andere krachten
3.6 Zwaartepunt
3.7 Moment van een kracht
3.8 Hefboom en hefboomwet
3.9 Toepassingen van de hefboom(wet) 3.1 Kracht als vector Werking van een kracht: -Een kracht kan een voorwerp (tijdelijk of blijvend) vervormen -Een kracht kan aan een voorwerp een snelheidsverandering geven. Een kracht heeft een grootte en een richting. Kracht is een vector. Wanneer je 2 krachten vervangt door 1 kracht, spreken we van de resulterende kracht. Je kunt dit doen door een parallellogram te tekenen. Ontbinden van krachten doen we met de Cosinus en de Sinus. Ontbinden betekent dat je een gegeven kracht gaat vervangen door 2 andere krachten. 3.2 Krachten in evenwicht Een voorwerp blijft op zijn plaats (blijft in rust) als de krachten die op het voorwerp werken een resultante hebben die nul is. De krachten heffen dan elkaars werking op. Bij oplossing door middel van berekening, gebruik je: SOS, sinus = overstaand : schuine zijde

CAS, cosinus = aanliggend : schuine zijde. De hoek met het aantal graden, ligt horizontaal. 3.3 Eerste wet van Newton Op een voorwerp dat met constante snelheid rechtdoor blijft bewegen, werkt geen resulterende kracht. Als een voorwerp geen resulterende kracht ondervindt, blijft het in rust of blijft het eenparig rechtlijnig bewegen. Ander gezegd: als een voorwerp geen resulterende kracht ondervindt, verandert de snelheid ervan niet (niet van grootte en niet van richting) 3.4 Tweede wet van Newton De versnelling die een voorwerp krijgt, hangt af van de resulterende kracht en de massa. a = Fr : m
De tweede wet van Newton luidt; Om aan een voorwerp met massa m een versnelling a te geven, is een resulterende kracht nodig met grootte: Fr = m x a
Massa: kg
Versnelling: m/s2
Resulterende kracht: N ( 1 N = 1kg x m/s2 ) De versnelling en de resulterende kracht hebben dezelfde richting. De versnelling (a) reken je uit door: a = delta v : delta t
Km/h à m/s , doe je: 3,6 3.5 Zwaartekracht en andere krachten Zwaartekracht à Fz
Met de zwaartekracht bedoelen we de aantrekkende kracht die de aarde op een voorwerp uitoefent. Fz = m x g
g is 9,81 m/s2
Normaalkracht à Fn
Wanneer een voorwerp in rust is geldt: Fz = Fn

Veerkracht en Spankracht à Fv en Fs
Wanneer een voorwerp in rust is geldt: Fv = - Fz
Wrijvingskracht à Fw 3.6 Zwaartepunt Een voorwerp waarop 2 krachten werken, is alleen dan in rust als beide krachten even groot zijn en tegengesteld gericht zijn en bovendien samenvallende werklijnen hebben. De denkbeeldige rechte waarop een krachtvector ligt, wordt de werklijn van die kracht genoemd. Elk voorwerp heeft een bepaald punt waar de zwaartekracht op het voorwerp aangrijpt: het zwaartepunt. De ligging van het zwaartepunt is onafhankelijk van de stand van het voorwerp. 3.7 Moment van een kracht De arm van een kracht is de loodrechte afstand van het draaipunt tot de werklijn van de kracht. Het moment van een kracht ten opzichte van een draaipunt is het product van ‘kracht en arm’. M = F x r
r = arm in meters
M = moment in Nm
Draait een voorwerp onder werking van een kracht ‘tegen de wijzers van de klok in’, dan wordt het moment van die kracht positief gerekend. Bij draaiing ‘met de wijzers van de klok mee’, is er sprake van een negatief moment. 3.8 Hefboom en hefboomwet Hefbomen zijn voorwerpen die om een as kunnen draaien. Is een hefboom onder de werking van krachten in evenwicht, dan is de som van de momenten van die krachten ten opzichte van het draaipunt nul. SM = 0
Ml = - Mr

Ml + Mr = 0 3.9 Toepassingen van de hefboom(wet) Door middel van een notenkraker is het mogelijk ‘met een kleine kracht een grote kracht te overwinnen’. - Ft x r + Fl x r = 0 - Ft = Fl