NaSk H7

§ 7.2

Wat is kracht?

3 onderdelen vector (een pijl die de kracht aangeeft):

1. Aangrijpingspunt;
2. Grootte;
3. Richting.

Een kracht kan 3 gevolgen hebben:

1. Vormverandering;
2. Versnellen / vertragen;
3. Richtingverandering.

Onthouden

Een kracht werkt op een voorwerp. Een kracht kun je niet zien, de uitwerking van een kracht wel. Mogelijke uitwerkingen van een kracht op een voorwerp zijn: verandering van vorm, van snelheid en van richting.

Krachten in soorten

Soorten krachten:

1. Spierkracht;
2. Veerkracht;
3. Zwaartekracht;
4. Magnetische kracht;
5. Elektrische kracht;
6. Wrijvingskracht;
7. Windkracht;
8. Spankracht;
9. Gewicht;
10. Normaalkracht.

Onthouden

Er zijn verschillende soorten krachten. Voorbeelden: spierkracht, zwaartekracht, gewicht, windkracht en wrijving.

De zwaartekracht is de kracht waarmee de aarde een voorwerp aantrekt.

Het gewicht van een voorwerp is de kracht die dat voorwerp op zijn ondersteuning of hangpunt uitoefent.

§ 7.3

Vb.: bij de vector komt 1 cm overeen met 10 N. Je schrijft dit als 1 cm ≙ 10 N. Hoe groot is de kracht? De kracht is: 4 * 10 N = 40 N.

Vb.: teken een kracht van 300 N naar rechts. De krachtenschaal is 1 cm ≙ 100 N. Deze kracht teken je als een vector van 3,00 cm (300/100 = 3,00)

Je kiest altijd een krachtenschaal met mooie ronde getallen: 1 cm ≙ 10 N, 1 cm ≙ 500 N, enzovoort.

Onthouden

Kracht (F) is een grootheid met de eenheid newton (N).

Een kracht kun je door een vector voorstellen. Daarmee kun je de grootte, de richting en het aangrijpingspunt aangeven. Je hebt dan een krachtenschaal nodig. Naast de pijlpunt zet je vaak de letter F of de grootte van de kracht in newton.

§ 7.4

Zwaartekracht meten

Als je een kracht wilt meten, heb je een meetinstrument nodig. zo’n krachtmeter (unster of veerunster) bestaat uit een veer gecombineerd met een schaalverdeling.

Massa wordt altijd aangegeven in kilogram (kg), zwaartekracht altijd in newton (N) en de veerconstante bereken je door zwaartekracht/massa (N/kg).

Een voorbeeld van een tabel waarin je de veerconstante en de zwaartekracht berekent is:

Massa (kg)

Zwaartekracht (N)

Zwaartekracht/massa (N/kg)

0,010

…..

…..

0,020

…..

…..

0,030

…..

…..

0,040

…..

…..

0,050

…..

…..

 

Als de massa van een voorwerp 3x zo groot wordt, wort de zwaartekrachtop dat voorwerp dus ook 3x zo groot.

Onthouden

Krachten meet je met een unster.

Met een unster toon je het verband tussen massa en zwaartekracht aan:

Fz = 9,81 N/kg * m.

De krachtmeter nader bekeken

Een veer is het centrale onderdeel van een krachtmeter.

Onthouden

De uitrekking van een veer is evenredig met de kracht op die veer, its de kracht op de veer niet te groot is.

In formule: veerconstante (C) = F/u

Elke veer heeft zijn eigen veerconstante.

Een soepele veer heeft een kleine veerconstante en een stugge veer een grote veerconstante.

Verschil veerunster en spiraalveer

Bij een veerunster kan je de kracht in newton (N) gelijk aflezen. Bij een spiraalveer niet.

§ 7.5

Onthouden

De resultante of netto kracht van een aantal krachten is de kracht die hetzelfde resultaat geeft als die krachten samen. Als een voorwerp in rust is, is de resultante van alle krachten op dat voorwerp gelijk aan 0 N.

Pas op! Je mag de laatste uitspraak beslist niet omkeren! Een voorwerp waarop geen netto kracht werkt, kan nog wel degelijk bewegen.

§ 7.6

Bij een kracht om een draaipunt telt dus niet alleen de grootte van die kracht. Ook de afstand tot het draaipunt, de arm, speelt een rol.

Onthouden

Het effect bij krachten om een draaipunt wordt bepaald door het moment. Het moment is het product van kracht en arm.

In formule: M = F * l.

De arm is de loodrechte afstand tussen de kracht en het draaipunt.

De SI-eenheid van moment is Nm (newtonmeter). In formule: M = F * l.

§ 7.7

Onthouden

Bij een hefboom in evenwicht geldt de momentenwet: de som van de linksdraaiende momenten is gelijk aan de som van de rechtsdraaiende momenten (Ml = Mr).

Hefbomen in de praktijk: de gulden regel

Je hebt een eenarmige hefboom als de krachten aan dezelfde kante van het draaipunt werken. Dit maakt weinig uit voor de berekeningen.

Onthouden

Met een kleine kracht op een grote arm kun je een grote kracht op een kleine arm uitoefenen. Voor werktuigen et een hefboomwerking geldt daardoor de gulden regel: wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand.

Aantekeningen

De gevolgen van krachten:

Dit kun je wel waarnemen aan krachten:

• Verandering in:
  • Vorm;
  • Snelheid;
  • Richting.

Een kracht heeft altijd …

1. Een aangrijpingspunt;
2. Een grootte;
3. Een richting.

Soorten krachten:

1. Spierkracht;
2. Veerkracht;
3. Zwaartekracht;
4. Magnetische kracht;
5. Elektrische kracht;
6. Wrijvingskracht;
7. Windkracht;
8. Spankracht;
9. Gewicht;
10. Normaalkracht.

Kracht

Grootheid

Symbool

Eenheid

Symbool

Kracht (force)

F

Newton

N

De Newton is een samengestelde eenheid:

            kg * m / s2 = N

Een krachtenpijl heet: een vector. Krachtenschaal is nodig om te tekenen! Een vector heeft altijd een grootte, richting en aangrijpingspunt!

Evenredig: wat is dat?

• Als een variabele 2x zo groot wordt, dan wordt de andere variabele ook 2x zo groot.
  • Werkt ook zo met zwaartekracht!
• Fz = m * g, waarbij g = 9,81 m/s2
  • (N) = kg * 9,81

Variabelen en constanten

Variabele: parameter die kan verschillen of veranderen in hoeveelheid of grootte.

Constante: parameter die niet in hoeveelheid of grootte verandert.

• Fz = m * g (m kan verschillen; gaarde = constant)

Stugheid van een veer

Veerconstante (C): hoe stug is een veer?

            C = F/u

De eenheid voor deze constante is: N/m

Je moet hem in meters invullen!

Wat is een resulterende kracht?

• De kracht die hetzelfde resultaat weergeeft als 2 of meer krachten samen.

Resulterende kracht

• Als de krachten in 1 laan staan, kun je deze bij elkaar optellen of van elkaar aftrekken.

Parallellogram methode

1 cm ≙ 10 N

Wat is een moment?

• Een draaibeweging die afhankelijk is van de grootte en de richting van de kracht en de lengte van de arm.
• Altijd aanwezig bij een moment: draaipunt, kracht en arm.
• Hoe groter een moment, hoe groter het effect van de kracht!

Formule

Grootheid

Symbool

Eenheid

Symbool

Moment

M

Newtonmeter

Nm

M = F * l

Wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand!