H1 Kracht en Druk

Natuurkunde

Hoofdstuk 1
Als er een kracht op een voor werp werkt kan het op 2 manieren vervormen:
- Plastisch (het voorwerp wordt blijvend vervormd)
- Elastisch (Als de kracht niet meer werkt, krijgt het de oude vorm terug)

De beweging van een voorwerp kan veranderen als er nog een kracht op werkt, zoals bij voetballen.
Kracht word met de letter F aan gegeven. Veerkracht bijvoorbeeld is Fυ. Bij spierkracht noem je het Fsp. Bij zwaartekracht noem je het Fz.

De eenheid van een kracht is N van Newton. Om een voor werp van honderdgram op te tillen heb je 1N nodig, dus voor een voorwerp van een kilo 10N.

Als je een kracht wilt tekenen, geef je dit aan met een pijl. Hiervoor gelden deze regels:
1. De richting van de pijl geeft aan in welke richting de kracht zich beweegt.
2. De plaats waar de pijl begint geeft aan waar vanaf de kracht zich beweegt.
3. de lengte van de pijl geeft aan, hoe groot de kracht is.

De kracht die hetzelfde gevolg heeft als alle krachten samen noem je de Nettokracht. De nettokracht wordt berekend door alle krachten bij elkaar op te tellen. Je moet rekening houden met de richting van de pijl(en).

Als je staat oefenen je voeten kracht uit op de grond door zwaartekracht, dit is een voorbeeld van gewicht. Zwaartekracht is iets anders dan gewicht. Zwaartekracht oefent kracht uit op het voor werp en gewicht op de ondergrond waar het voorwerp op staat of op het touwtje waar het aan hangt.

Het zwaartepunt van een voorwerp is het punt waarop het voorwerp geheel in evenwicht is.

Als een voorwerp in evenwicht hoeft het nog niet stabiel te zijn. Vaak als je er een klein tikje tegen geeft valt het al om, dan is het niet stabiel.
2 manieren om stabiliteit te verhogen:
1. Het steunvlak groter maken
2. Er voor zorgen dat het zwaartepunt lager komt te liggen

Met een krachtmeter kun je het aantal newton meten dat een voorwerp uitoefent op de meter. Zo kun je ook het gewicht berekenen.

2 dingen om op te letten bij de schaal van een getekende pijl:
1. Zorg ervoor dat de grootste kracht nog op het papier getekend kan worden
2. Kies een gemakkelijke schaal

De uitrekking van een veer is recht evenredig. Dit betekent dan wanneer de kracht 2 keer zo groot word de uitrekking ook 2 keer zo groot wordt. Hierdoor kun je van veren heel goed krachtmeters maken.

Je hebt slappe en stugge veren. Bij stugge heb je meer kracht nodig om hem uit te rekken als bij slappe veren.

De veerconstante geeft de stugheid van de veer aan. Hoe groter het getal van de veerconstante, hoe stugger de veer. De eenheid voor de veerconstante is N/m of N/cm
Formule om veerconstante uit te rekenen:


Kracht
Veerconstante = -------------
Uitrekking

F
C = ----
U

Als er twee kinderen die even zwaar zijn op een wip zitten, is de wip in even wicht. Is er een kind zwaarder dan gaat deze naar beneden en de lichtere naar boven.

Als een wip in evenwicht is moet dus links en recht het zelfde zijn, zo is het ook in de formule voor het evenwicht:

Kracht x Arm = Kracht x Arm

Oftewel(in letters):

F x d = F x d

Een hefboom gebruik je als je spierkracht te weinig is om iets op te tillen.
Het voordeel van een hefboom is dat je hebt links maar heel weinig kracht nodig om rechts een zware doos op te tillen. Denk ook aan een bierflesopener.
Je arm is ook een soort hefboom om dingen op te tillen

Als je op sneeuw staat zak je met schoenen aan eerder weg dan wanneer je ski’s aan hebt. Dit komt omdat het vlak waar de druk van je lichaam op werkt heel groot is door de ski’s. Als je schoenen aan hebt is dit vlak heel klein. Alleen het vlak van je zolen.

Je kunt de druk berekenen door deze formule:

Kracht
Druk = ----------------
Oppervlakte

F
P = ----
A

De eenheid van druk is N/m² of Pa. 1 N/m² = 1 Pa.

Soms is het nodig de druk klein te houden, bijv. wanneer zware voertuigen over drassig terrein moeten rijden. Soms is het ook goed om een grote druk te hebben, bijv. bij een mes of bij een naald.

De maximale druk die een materiaal kan weerstaan heet de druksterkte. De grootste kracht die aan een materiaal getrokken kan worden heet de treksterkte.

Het is belangrijk om de druk- en treksterkte van een materiaal te weten bij bijvoorbeeld het bouwen van een huis of een schuur. Maar ook bij auto’s of fietsen.