Natuurkunde Samenvatting NOVA 3 vwo

PARAGRAAF 1; KRACHT

Krachten herkennen

- Een voorwerp kan vervormen als er een kracht op werkt.

Deze vorming kan elastisch zijn: als de kracht niet meer werkt, keert de oorspronkelijke vorm van het voorwerp weer terug.

De vervorming kan ook plastisch zijn. Het voorwerp word dan blijvend vervormd. Soms is doe vervorming erg groot, zoals bij een botsing tussen 2 auto’s. Meestal kun je de vervorming niet zien

- De beweging van een voorwerp kan veranderen als je er kracht op  werkt, denk maar eens aan een voetbalwedstrijd, waarbij de snelheid van de bal wordt vergroot(versnelling) of verkleind (vertraging), of waarbij de bal van richting wordt veranderd

2 situaties waarin krachten optreden, maar waarbij je je daar meestal niet bewust van bent:

- Als een voorwerp stil hangt: een kroonluchter aan het plafond

- Als een voorwerp met een constante snelheid beweegt, bijvoorbeeld een hogesnelheidstrein in volle vaart

Soorten krachten

Veerkracht (Fv) ontstaat als elastische voorwerpen worden vervorm

Spierkracht (Fsp) à deur dichtdoen, fietsen

Zwaartekracht (Fz) à Pen valt op de grond omdat je m loslaat.

Eenheid van kracht

De eenheid van kracht is newton (N) à Isaac Newton

Om een liter melk vast houden heb je een kracht van ongeveer 10 N nodig.

Op aarde kun je zwaartekracht op een voorwerp uitreken:

Fz = m X 9,81 (Fz in N, m in kg)

Krachten tekenen

Krachten kun je in een tekening of foto aangeven door pijlen te tekenen, zo n pijl wordt ook wel vector genoemd. REGELS:

1)    De richting van de vector geeft aan in welke richting de kracht werkt

2)    De plaats waar je de vector laat beginnen, het aangrijpingspunt, geeft de plaats aan waar de kracht wordt uitgeoefend. Het aangrijpingspunt ligt altijd op het voorwerp dat de getekende kracht ondergaat

3)    De lengte van de vector geeft aan hoe groot de kracht is. Je gebruikt bij het tekenen een krachtenschaal.

Zwaartekracht werkt op alle punten van een voorwerp. Als vereenvoudiging van al die punten neem je 1 punt, het massamiddelpunt Z.

Krachten optellen

Meestal werken er meer krachten tegelijk op een voorwerp. De kracht die hetzelfde gevolg heeft als alle krachten samen, noem je de nettokracht of resultante

De resultante kun je berekenen door alle krachten bij elkaar op te tellen. à je moet rekening houden met de richting.

Bij touwtrekken werken alle krachten langs dezelfde lijn, de werklijn.

Met de parallellogram-methode kun je de resultante berekenen.

Dit kan ook met de kop-staartmethode.

PARAGRAAF 2; ZWAARTEKRACHT, GEWICHT EN STABILITEIT

Zwaartekracht en gewicht

Doordat voorwerpen door de aarde worden aangetrokken, oefenen ze een kracht uit op de ondergrond of het koord waaraan ze hangen. Beide krachten zijn voorbeelden van gewicht G

Zwaartekracht en gewicht zijn verschillende krachten. De zwaartekracht werkt altijd op het voorwerp, terwijl het gewicht een kracht is die door het voorwerp wordt uitgeoefend op de ondergrond, of het koord. Gewicht is dus een kracht en is niet hetzelfde als massa, zoals in het dagelijks leven.

Grootte van zwaartekracht en het gewicht zijn in rustsituatie gelijk, dus vectoren zijn even lang. De aangrijpingspunten verschillen.

Als je valt ben je gewichtloos maar werkt er wel zwaartekracht

Zwaartekracht & massa

Alle voorwerpen oefenen een aantrekkende kracht op elkaar uit. Deze aantrekkingskracht is groter:

- Als de massa’s van de voorwerpen groter zijn

- Als de voorwerpen zich dichter bij elkaar bevinden

Het zwaartepunt

Elk voorwerp heeft ‘n zwaartepunt à onderzoeken door steunvlak te bepalen.

Het steunvlak is het deel van de ondergrond tussen de ‘poten’ waarop het voorwerp staat.

Als het zwaartepunt boven het steunvlak ligt, is het voorwerp in evenwicht.

Bij platte voorwerpen kun je de plaats van het zwaartepunt als volgt bepalen:

1)  Hang het voorwerp aan een punt op tegen de wand. Teken vanuit het ophangpunt met behulp van een gewichtje aan een touwtje een lijn a naar beneden

2)    Hang het voorwerp aan een ander ophangpunt op. Teken vanuit dit 2e ophangpunt een lijn b recht naar beneden

3)    De lijnen a & b snijden elkaar in het zwaartepunt Z

Stabiliteit

Je kunt stabiliteit vergroten door:

1)    Het steunvlak groter te maken: een auto is stabieler naarmate afstand tussen de wielen groter is

2)     Ervoor te zorgen dat het zwaartepunt lager komt te liggen: een auto is stabieler naarmate de (zware) motor lager in het voertuig word geplaatst. Je kunt het zwaartepunt ook verlagen door meer massa aan de onderkant van een voorwerp aan te brengen

Zwaartepunt lichaam, rond de navel.

Je bent in evenwicht als je lichaamszwaartepunt zich boven het steunvlak van je voeten bevindt.

PARAGRAAF 3; KRACHTEN METEN

De krachtmeter

Voor meten van krachten à krachtmeter ( ook wel veerunster genoemd omdat het gebaseerd is op de uitrekking van een spiraalveer)

Je kan het gewicht van een voorwerp meten in een rustsituatie.

Bijvoorbeeld; als je er een voorwerp van 100 g aan hangt zou de krachtmeter 0,981 N moeten aanwijzen.  à is dit niet zo, dan is de meter niet meer goed geijkt. ijken is het aanbrengen van een juiste schaalverdeling.

Omdat gewicht in rust en massa direct met elkaar samenhangen, wordt op personenweegschalen geen schaalverdeling gezet in N maar in kg. Je weet dan meteen de massa van hetgeen dat je weegt.

Veren uitrekken

De uitrekking van normale veren is rechtevenredig met de kracht waarmee je trekt: als die kracht n keer zo groot wordt, wordt de uitrekking ook n keer zo groot. Het verband tussen kracht en uitrekking noem je dan ook recht evenredig verband

Slappe en stugge veren

Als je zonder moeite een expander met 1 veer helemaal kunt uitrekken heb je een expander nodig met een grotere veerkracht. Je zou de veer kunnen vervangen door een stuggere veer of meerderde veren naast elkaar,