Hofdstuk 1: Kracht en evenwicht

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.

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.