Hoofdstuk 7

Een kracht op een voorwerp kan 4 gevolgen hebben:

- Vervorming

- Verandering van de snelheid

- Een voorwerp op zijn plaats houden

- Een voorwerp in beweging houden

Krachten zijn niet te zien. Alleen de gevolgen van de kracht zijn te zien, horen of voelen .

De zwaartekracht is de aantrekkende kracht die door de aarde of een ander hemellichaam op een voorwerp word uitgeoefend.

Voor een kracht F zijn twee voorwerpen nodig. Een kracht is geen eigenschap van één van die voorwerpen.

Krachten hebben meestal een naam waarmee je hun oorzaak aangeeft:

• Zwaartekracht = Fz door de aarde

• Veerkracht = Fv door veer

• Spankracht = Fspan door touw of kabel

• Spierkracht = Fspier door mens of dier

• Elektrische kracht = Fel door een elektrisch geladen voorwerp

• Magnetische kracht = Fm door een magneet

• Wrijvingskracht = Fw door ondergrond of lucht

• Rem kracht = Frem door een rem

• Motorkracht = Fmotor door de motor

Moleculen trekken elkaar aan met de Vanderwaalskracht.

Een kracht F is een grootheid met als eenheid de N ( newton ). Je kunt een kracht met een veerunster meten.

De uitrekking van een veer is recht evenredig met de kracht die op de veer werkt. Door deze eigenschap kun je elke veer gemakkelijk ijken als krachtmeter.

Een vector is een grootheid die een grootte, een richting en een aandrijvingspunt heeft. Een kracht is een vector.

Krachten die niet dezelfde richting hebben, kunnen met de kop-staartmethode bij elkaar worden opgesteld. Het resultaat is de somkracht, die dezelfde werking heeft als alle krachten tezamen.

Op een voorwerp dat op zijn plaats blijft, compenseren de krachten elkaar. Er is evenwicht.

De zwaartekracht op een voorwerp is recht evenredig met de massa van dat voorwerp.

Op elke kilogram is de zwaartekracht 9,8N. Dus 1,0KG= 9,8N.

In formule:

Fz : m= 9,8 Fz= 9,8 x m

M= massa in KG

Fz= zwaartekracht in N

De resulterende kracht bij krachten langs één lijn vind je door de grootte van de kracht op te tellen of af te trekken. Daarbij moet je rekening houden met hun richting.

Bij een eenparige bewegend voorwerp of een voorwerp dat op zijn plaats blijft, is de resulterende kracht nul.

De somkracht bij twee loodrechte krachten vind je door een krachtenrechthoek te tekenen en de diagonaal op te meten. Evenwicht krijg je door deze somkracht met een derde kracht te compenseren.

1 de uitrekking van een veer

Een veer rekt 3,2 cm uit bij een kracht van 3,0N.

a) Bereken in twee significante cijfers de uitrekking bij 7N.

b) Bereken in twee significante cijfers de kracht die nodig is voor 5,6 cm uitrekking.

Uitwerking

a) Met redeneren:

Een kracht van 7N is 7/3 x zo groot als een kracht van 3N.

Kracht en uitrekking zijn recht evenredig, dus de uitrekking is ook 7/3 x zo groot

De uitrekking = 7/3 x 3,2 = 7,46667 cm

Antwoord: de uitrekking = 7,5 cm

b) Met een verhoudingstabel:

Kracht 3,0N 0,9375N 5,25

Uitrekking 3,2 cm 1,0 cm 5,6 cm

Antwoord: de kracht = 5,3N

2 een veer uit een expander

Een veer van 75,5 cm lengte wordt 9 cm langer als er met 40N aan wordt getrokken. Bereken de nieuwe veerlengte in een geheel aantal cm bij een kracht van 60N.

Uitwerking

De kracht wordt 1,5 x zo groot. Kracht en uitrekking zijn recht evenredig, dus de uitrekking wordt ook 1,5 x zo groot.

De uitrekking = 1,5 x 9 = 13,5 cm

De lengte van de veer is de beginlengte + de uitrekking = 75,5 + 13,5 = 89 cm

Antwoord: de nieuwe veerlengte = 98 cm

3 met 2 krachten trekken

Sigrid en Mo trekken elk aan een touw aan de kist. Mo oefent een kracht van 200N uit, terwijl Sigrid met 150N trekt. De touwen maken een hoek van 90° met elkaar en zijn bij de kist aan elkaar geknoopt.

a) Maak een tekening van de situatie in bovenaanzicht. Geef daarbij de richting ven de strak gespannen touwen aan.

b) Teken de krachten. Gebruik als schaal 1 cm = 50N

c) Bepaal uit je tekening de somkracht van Sigrid en Mo.

Uitwerking

b) De pijl FMo moet 4,0 cm lang worden en de pijl FSigrid is 3,0 cm lang

c) teken de krachten erg nauwkeurig volgens de kop-staartmethoden en trek de pijl voor de somkracht. Deze pijl is 5,0 cm lang. De somkracht is dus 5 x 50 = 250N

4 zwaartekracht op een pakje boter

Bereken is twee significante cijfers de zwaartekracht op een pakje boter van 250g.

Uitwerking

M = 250g = o,250kg

Fz = 9,8 x 0,250 = 2,45

Antwoord: Fz = 2,5N

5 winkelen

Cees en Inez trekken aan het winkelwagentje van Onno naar rechts. Cees oefent een spierkracht van 63N uit en Inez trekt met 59N. Onno wil zijn kar terug en trekt met 73n de andere kant op. Er werkt dus 63 + 59 = 122N de ene kant op en 73N de andere. Dat is hetzelfde als er 1 persoon met 122 – 73 = 49N naar rechts zou trekken.

De resulterende kracht is 49N naar rechts: Cees en Inez winnen.