Kracht, moment en druk

Kracht, moment en druk
Aspier: de afstand tussen de spierkracht en het draaipunt van de hefboom.
Ahefboom :de afstand tussen het aangrijpingspunt en het draaipunt van de hefboom.

Bij een hefboom geldt:
-er is een grote hefboomkracht met een kleine krachtarm
-er is een kleine spierkracht met een grote krachtarm

Een voorwerp wordt stabieler als je het:
-lager maakt
-van onderen zwaarder maakt
-een groter grondoppervlak geeft

Het zwaartepunt van een voorwerp is het aangrijpingspunt van de zwaartekrachtop het voorwerp.

De plaats van het zwaartepunt ten opzichte van het steunpunt bepaalt of een voorwerp omvalt.
Een voorwerp is stabiel als het niet makkelijk omvalt wanneer het uit zijn ruststand wordt gebracht.
Een voorwerp is labiel als het omvalt als het een beetje scheef komt te staan.

Vermenigvuldiging van kracht en arm bij voorwerpen die om een draaipunt draaien noem je het moment. Dit is een natuurkundige grootheid met als symbool M en als eenheid N.m ook geschreven als Nm

Er is evenwicht als de som van de krachten die rechtsom werken even groot is als de som van de krachten die linksom werken.
Een wip hangt dan horizontaal.

Voor een hefboom in rust geldt de momentenwet:
Kracht x arm (linksom) = kracht x arm (rechtsom)

Als het zwaartepunt en draaipunt niet samenvallen geldt ook de momentenwet. De zwaartekracht in het zwaartepunt veroorzaakt het moment. De arm is dan de afstand tussen de zwaartekracht en het draaipunt (arm van de zwaartekracht).
Als je evenwicht wilt krijgen moet dit moment gecompenseerd worden.
Met een vaste katrol verander je alleen de richting van de spierkracht. Je moet evenveel spierkracht uitoefenen als dat de zwaartekracht op de last is die je hijst. Het draaipunt ligt in het midden van de schijf.
Bij een losse katrol is de spierkracht die je nodig hebt om de last omhoog te hijsen de helft van de zwaartekracht die op de last werkt. Het draaipunt ligt op de rand van de schijf.

De combinatie van een losse en een vaste katrol heet een takel.

Twee krachten die een hoek met elkaar maken, kun je met behulp van een parallellogram samenstellen tot één kracht. Bij evenwicht van krachten is de resulterende kracht van alle krachten nul en de momentenwet geldt.

De luchtlaag die om de aarde heen zit heet de atmosfeer. De atmosfeer bestaat uit een mengsel van verschillende gassen. Dit mengsel noemen wel lucht.

De luchtdruk is de kracht van de lucht op een oppervlak van 1 m²
De SI-eenheid van luchtdruk is newton per vierkante meter N/m², ook wel pascal Pa genoemd.
De luchtdruk werkt vanuit alle richtingen.

De druk p bereken je met de formule:
p=F/A
met p: de druk in Pa
F: de kracht in N
A: het contactoppervlak in m²

De druk van lucht in een afgesloten ruimte wordt groter als van de lucht:
-de hoeveelheid toeneemt
-de temperatuur hoger wordt
-het volume kleiner wordt

Als je de waarden van druk en volume vermenigvuldigt, komt er steeds dezelfde uitkomst uit. Dat kun je ook met een formule weergeven: de gaswet van Boyle
Druk x volume = constante
De luchtdruk is omgekeerd evenredig met het volume van een ruimte. Als het volume ..x zo groot wordt, dan wordt de druk ..x zo klein (en omgekeerd). Dit geldt alleen als de temperatuur en de hoeveelheid lucht gelijk blijven.

Formule: p x V = C
Met p : de druk in Pa
V : het volume van de lucht in m³
C : een constante in Pa x m³