1.1: Krachten

Elastische vervorming: Als de kracht niet meer werkt, keert de oorspronkelijke vorm weer terug.
Plastische vervorming: Het voorwerp wordt blijvend vervormd.
Beweging: Manier hoe een voorwerp een richting op kan gaan.
Veerkracht (Fv): Veerkracht ontstaat als elastische voorwerpen worden uitgerekt of ingedrukt (vervorming).
Spierkracht (Fsp): Spierkracht ontstaat doordat de spieren in je lichaam zich samentrekken.
Zwaartekracht (Fz): De aantrekkende kracht die de aarde op een voorwerp uitoefent.
Vector: Een kracht die je aangeeft d.m.v. pijlen.
Richting: Welke kant een voorwerp opgaat.
Aangrijpingspunt: De plaats waar je de pijl laat beginnen.
Lengte: hoeveel cm of m etc. een voorwerp is.
Zwaartepunt (Z): het punt waar je een vector (pijl) moet beginnen met tekenen.
Resultante: De kracht die hetzelfde gevolg heeft als alle krachten samen.

Een kracht die op je lichaam wordt uitgeoefend, voel je meestal. Bijvoorbeeld:
-Iemand geeft je een duw
-Het waait stevig
-Je zit in een auto die plotseling snel optrekt
-Je krijgt een bal tegen je hoofd
Krachten die op andere mensen worden uitgeoefend kun je niet voelen maar wel zien:
- Een voorwerp kan vervormen als er een kracht op werkt. Dit kan elastisch en plastisch
- De beweging van een voorwerp kan veranderen als er een kracht op werkt. Bijvoorbeeld als je aan het voetballen bent, verandert de snelheid én de richting van de bal.
Er zijn verschillende soorten krachten:
- Veerkracht (Fv): Veerkracht ontstaat als elastische voorwerpen worden uitgerekt of ingedrukt (vervorming).
- Spierkracht (Fsp): Spierkracht ontstaat doordat de spieren in je lichaam zich samentrekken.
- Zwaartekracht (Fz): De aantrekkende kracht die de aarde op een voorwerp uitoefent.
F staat voor Force (Engels voor kracht)
De eenheid van kracht is Newton (N) (genoemd naar een Engelse natuurkundige Isaac Newton 1642-1727).

Krachten geef je aan door pijlen (ook wel vector genoemd) te tekenen. Hiervoor gelden de volgende regels:
1. De richting van de pijl geeft aan, in welke richting de kracht werkt.
2. De plaats waar je de pijl laat beginnen, het aangrijpingspunt, geeft de plaats aan waar de kracht wordt uitgeoefend.
3. De lengte van de pijl geeft aan hoe groot de kracht is. Je kunt bijvoorbeeld opgeven: 1cm = 50N. dit betekend dat een krachtenpijl van 1cm lang een kracht van 50N voorstelt. Dit heet de krachtenschaal.

Het zwaartepunt (Z) is het punt waar je een vector (pijl) moet beginnen met tekenen (zie afb. 3). Hier begint de pijl op de plaats waar de vinger de buik raakt: hier werkt de spierkracht op de buik.
Meestal werken er meer krachten tegelijk op een voorwerp. De kracht die hetzelfde gevolg heeft als alle krachten samen noem je de somkracht of resultante. De resultante kun je berekenen door alle krachten bij elkaar op te tellen (bv. 2N aan de linkerkant, 3N aan de rechterkant = resultante = 1N. Omdat de krachten vanuit 2 richtingen opgesteld zijn is het 3N-2N = 1N). Zie afb. 4 blz. 10

1.2: Zwaartekracht, gewicht en stabiliteit

Gewicht (G): Een kracht die wordt uitgeoefend op iets.
Zwaartepunt: Een denkbeeldig punt waar je de zwaartekracht kunt laten ‘aangrijpen’.
Steunvlak: Een gebied waarop een voorwerp steunt.
Evenwicht: Dat een voorwerp rechtop blijft staan, en niet kantelt.
Gewicht (G) is een kracht die wordt uitgeoefend op iets.
Zwaartekracht en gewicht zijn verschillende krachten:
Zwaartekracht werkt op het voorwerp, gewicht op de ondergrond (waar het voorwerp op Staat, zie afb. 6 blz. 11);
De grootte van de zwaartekracht en het gewicht zijn in rustsituaties wel gelijk.

Als je bijv. valt werkt WEL de zwaartekracht op je lichaam. Tijdens de val heb je GEEN gewicht: je bent dan gewichtloos.
Alle voorwerpen oefenen een aantrekkende kracht op elkaar uit. De aantrekkingskracht is groter als:
- De massa’s van de voorwerpen groter zijn;
- De voorwerpen zich dichter bij elkaar bevinden.
Elk voorwerp heeft een zwaartepunt. Dit is een denkbeeldig punt waar je de zwaartekracht kunt laten “aangrijpen”. Als het zwaartepunt van het voorwerp boven het steunvlak ligt, is het voorwerp in evenwicht, anders kantelt het.

Zo kun je het zwaartepunt bepalen:
1. Hang het voorwerp op.
2. Teken vanuit het ophangpunt een lijn recht naar beneden.
3. Hang het voorwerp aan een ander ophangpunt op.
4. Teken vanuit dit tweede ophangpunt een lijn m recht naar beneden.
5. Waar de lijnen elkaar snijden is het zwaartepunt (zie afb. 9 blz. 12).
Een voorwerp kan wel in evenwicht zijn, maar als het makkelijk kan omvallen is het niet stabiel.
2 manieren om de stabiliteit te vergroten:
1. Het steunvlak groter te maken.
2. Ervoor zorgen dat het zwaartepunt lager komt te liggen.

1.3: Krachten meten

Krachtmeter: Een apparaat waarmee je het gewicht van een voorwerp kunt meten.
Uitrekking: Hoever je een veer uit elkaar trekt.
Recht evenredig: Gelijk aan.
Veerconstante: Geeft aan hoeveel newton er nodig is per cm of m uitrekking.

De samenvatting gaat verder na deze boodschap.

Verder lezen

Krachtmeter: Een apparaat waarmee je het gewicht van een voorwerp kunt meten.
Uitrekking: Hoever je een veer uit elkaar trekt.
Recht evenredig: Gelijk aan.
Veerconstante: Geeft aan hoeveel newton er nodig is per cm of m uitrekking.

Met een krachtmeter kun je het gewicht van een voorwerp meten. Als je dat doet, blijkt: een voorwerp met een massa van 1kg weegt ca. 10 N, een voorwerp met een massa van 2kg weegt ca. 20N etc.

Als een voorwerp in rust is, is de zwaartekracht even groot als het gewicht.
Je kunt dus zeggen: een voorwerp met een massa van 1 kilogram ondervindt een zwaartekracht van 10N.
De uitrekking van een veer is recht evenredig met de kracht waarmee je trekt. Als die kracht 2x zo groot wordt, wordt de uitrekking ook 2x zo groot. Als die kracht 3x zo groot wordt, wordt de uitrekking ook 3x zo groot etc. Dit kun je nagaan door gewichtjes aan een veer te hangen en steeds de uitrekking te meten. Als je de meetresultaten in een grafiek zet heb je een rechte lijn (zie afb. 14 op blz. 14) door de oorsprong.
Een expander is een toestel met veren om je armspieren te trainen. Als je een expander met een grotere veerkracht (met een stugge veer) nodig hebt wil dat zeggen dat je lichtere expander helemaal met beide armen gestrekt kunt houden. Om twee gelijke veren 10cm uit te rekken, heb je tweemaal zoveel kracht nodig dan het 10cm uitrekken van 1 veer etc.
Omdat de uitrekking van een veer recht evenredig is met de kracht waarmee je aan een veer trekt, krijg je steeds hetzelfde constante getal als je de kracht deelt door de bijbehorende uitrekking: De veerconstante. De veerconstante geeft aan hoeveel newton er nodig is per cm of m uitrekking. Je kunt de veerconstante als volgt bepalen of uitrekenen:
Veerconstante= Kracht : Uitrekking ( C = F : U)
De veerconstante geeft te stugheid van een veer aan: hoe groter de veerconstante, des te stugger is de veer.

 1.4: Hefbomen

Op bijv. een wip kun je het evenwicht goed bepalen. Als er niemand op de wip zit is de wip in evenwicht, en als er 2 kinderen van dezelfde massa op de wip zitten ook. Als de een zwaarder is dan de andere is de wip uit evenwicht. Je kunt hem dan weer in evenwicht brengen door bijv. het zwaarste kind dichter bij het draaipunt te laten zitten.

De afstand tussen kracht een draaipunt heet de arm van een kracht. Kijk op afb. 16 voor hoe je een kracht moet meten. Als een kracht een draaiing met de klok mee tot gevolg heeft, noem je die draairichting rechtsom, en als een kracht een draaiing tegen de klok in heeft noem je die draairichting linksom.

Er is evenwicht als geldt:

Kracht x arm (linksom) = kracht x arm (rechtsom)

In symbolen:

F x d (linksom) = F x d (rechtsom)

Het product F x d wordt ook wel het moment M genoemd en de regel voor evenwicht de momentenwet:
Er is evenwicht als het moment linksom even groot is als het moment rechtsom.

VOORBEELD:

Marieke (40 kg) zit op 3m van het draaipunt van een wip. Bereken hoe ver Bart (60kg) van het draaipunt moet gaan zitten om evenwicht te maken.

UITWERKING:

F x d (Marieke) = F x d (Bart)

400 x 3 = 600 x d

d = 1200/600 = 2m

Bart moet dus 2m van het draaipunt gaan zitten voor evenwicht

Soms is je spierkracht te klein om zonder hulpmiddelen iets voor elkaar te krijgen. In dat geval gebruik je vaak een hefboom (zie afb. 17).

Je hebt bij A slechts een kracht van 500N nodig om bij B een kracht van 2000N op de kist te kunnen uitoefenen.

Elke hefboom heeft een draaipunt. Bij de meeste heftbomen is er:
-Een grote afstand tussen het draaipunt en de spierkracht
-Een kleine afstand tussen het draaipunt en hefkracht.

Op deze manier kun je met een kleine spierkracht een grote kracht uitoefenen (zie afb. 18).

1.5: Druk

Als je op sneeuw staat zak je met schoenen aan eerder weg dan wanneer je ski’s aan hebt. Dit komt omdat naast de kracht van de sneeuw ook belangrijk is hoe groot het oppervlakte is waarop deze kracht werkt. Hoe groter het oppervlak, hoe beter de kracht wordt verdeeld: per m² hoeft het oppervlakte dan minder kracht te weerstaan.

Je kunt de druk berekenen door de kracht (in N) te delen door het oppervlakte (in m²):

Druk = Kracht : Oppervlakte

In Symbolen:

P = F : A

Je vind de druk dan in N/m². regel:  Pa. 1 N/m² = 1 Pa.

Pa. Is Pascal, dit zie je ook vaak op drukmeters.

Soms is het belangrijk de druk zo klein mogelijk te houden, bijv. wanneer zware voertuigen over drassig terrein moeten rijden, dan worden er wielen met een groot oppervlakte gebruikt, of rupsbanden (afb. 23). Soms is het ook goed om de druk erg groot te maken door het oppervlakte heel klein te maken, bijv. bij een mes of bij een naald.

De maximale druk die een materiaal kan verdragen heet de druksterkte. Aan de druksterkte kun je zien hoe goed een materiaal tegen druk bestemd is (zie tabel 1). Om aan te geven wanneer een materiaal breekt als er aan getrokken wordt heeft men het begrip treksterkte ingevoerd (afb. 24). Deze wordt aangegeven in kN/cm².

REACTIES

Log in om een reactie te plaatsen of maak een profiel aan.

K.

K.

hofdstuk hahhaahahhahahhaahah

3 jaar geleden

Antwoorden

gast

gast

L.

L.

Wat had je op de toets?

4 jaar geleden

Antwoorden

gast

gast