Subdomein C1. Kracht en beweging
Specificatie
De kandidaat kan:
1. Berekeningen maken aan eenparige rechtlijnige bewegingen:
Een beweging langs een rechte lijn met een constante snelheid heet een eenparige rechtlijnige beweging. Meestal zeg je alleen maar eenparige beweging. Bij een constante snelheid blijft de snelheid op ieder moment gelijk. De grafiek van een (x,t)-diagram zal bij een eenparige beweging een rechte lijn zijn.
Voor de gemiddelde snelheid geldt:
Vgem is de gemiddelde snelheid in m/s of km/h
∆x is de verplaatsing in m of km
∆t is de benodigde tijd in s of uur
De steilheid van de (x,t)-grafiek is dus gelijk aan de snelheid. Van deze beweging kun je ook een (v,t)-diagram maken. Omdat de snelheid constant is, is de grafiek een rechte evenwijdig (horizontaal) aan de tijdas. De snelheid heeft immers op elke tijdstip dezelfde waarde.
Je kan ook uit een (v,t)-diagram de verplaatsing bepalen. Dat doe je met de oppervlaktemethode. De oppervlakte onder een (v,t)-grafiek is gelijk aan de verplaatsing. Omdat bij een eenparige beweging de snelheid constant is, kun je daarbij de verplaatsing eenvoudig berekenen met de formule:
s is de verplaatsing in meter
v is de verplaatsing in m/s
t is de benodigde tijd in seconde
Is het bij een (v,t)-diagram een schuine rechte lijn dan opp. = ½ * b * h
2. Eigenschappen van bewegingen bepalen aan de hand van plaats-tijddiagrammen en snelheid-tijddiagrammen.
De volgende bewegingen herkennen (zie bijlage voor afbeeldingen):
Eenparige rechtlijnige beweging
Een beweging langs een rechte lijn met een constante snelheid.
Eenparig versnelde of vertraagde beweging
Een beweging waarbij de snelheid gelijkmatig toeneemt, noem je een eenparige versnelde beweging. Als de snelheid afneemt, weet je dat de beweging vertraagd is. Je mag daarom ook zeggen dat als het gelijkmatig afneemt dat het een eenparige vertraagde beweging is.
De versnelling is dus gelijk aan de steilheid van de grafieklijn in het (v,t)-diagram. De versnelling bereken je met de formule:
a is de versnelling in m/s2
∆v is de verandering van de snelheid in m/s
∆t is de benodigde tijd in s
Vrije val
Een vrije val is een eenparig versnelde beweging. De versnelling tijdens een vrije val heet de valversnelling of gravitatieversnelling. Er is geen luchtweerstand. In plaats van het symbool a gebruik je meestal het symbool g. In Nederlands geldt g = 9,81 m/s2. Op de evenaar is g iets kleiner en op de polen groter. In Binas Tabel 31 vind je de gravitatieversnelling op andere hemellichamen.
Valbeweging met wrijving
Uit een (x,t)-diagram de gemiddelde snelheid bepalen.
Om de gemiddelde snelheid te bepalen gebruik je dus de formule: . Is de grafiek een kromme, dan moet je eerst een snijlijn tekenen. Je gebruikt dan twee punten. De formule wordt dan .
Uit een (x,t)-diagram de snelheid op een bepaald moment bepalen, zo nodig met behulp van een raaklijn.
De snelheid op een tijdstip bepaal je met de steilheid van de grafiek. Is de grafiek een kromme, dan moet je eerst de raaklijn tekenen. Je tekent dus als eerst een raaklijn, dit doe je als volgt: je kiest een punt en probeer uit de lijn de meest aan de lijn gehouden streep te maken. Hier maak je een driehoek van, en je neemt dan twee punten op de driehoek. Nu heb je wel twee punten en kan je de snelheid op een bepaald moment bepalen met de formule:
Uit een (v,t)-diagram de (val)versnelling op een bepaald moment bepalen, zo nodig met behulp van een raaklijn.
De gemiddelde versnelling bepaal je met de steilheid van de snijlijn, dus twee punten. Uit de steilheid van de snijlijn volgt de gemiddelde versnelling .
De grootte van de versnelling op een bepaald tijdstip bepaal je met de raaklijnmethode. Je tekent dan de raaklijn aan de (v,t)-grafiek. .
Uit een (v,t)-diagram de verplaatsing en de gemiddelde snelheid bepalen met behulp van de oppervlakte onder de kromme.
Met de oppervlaktemethode bepaal je de verplaatsing in een (v,t)-diagram. Ook als de snelheid niet gelijkmatig verandert, is dit mogelijk. Je moet dan eerste de gemiddelde snelheid schatten. Dan moet het oppervlakte boven en onder de lijn even groot zijn, net als dus oppervlakte A en B. Dus de oppervlakte onder de kromme lijn is gelijk aan de oppervlakte onder de zwarte rechte lijn.
3. Krachten op een systeem aan de hand van een vectortekening analyseren, waaronder het samenstellen van en ontbinden in componenten met behulp van een parallellogram en bepalen van de grootte en/of richting van krachten uit een vectortekening.
Krachten: zwaartekracht, schuifwrijvingskracht, rolweerstandkracht, luchtweerstandkracht, normaalkracht, spankracht, spierkracht, veerkracht.
Zwaartekracht
De aarde oefent kracht uit op ieder voorwerp dat zich op of in de buurt van de aarde bevindt. Deze kracht heet zwaartekracht. De grootte van de zwaartekracht bereken je met:
Fzw is de zwaartekracht in N;
m is de massa van het voorwerp in kg;
g is de valversnelling in m/s2.
De richting van de zwaartekracht is naar het middelpunt van de aarde gericht. Het aangrijpingspunt is het zwaartepunt van voorwerp.
Normaalkracht
De kracht die een ondersteunend vlak uitoefent op een voorwerp noem je de normaalkracht. De grootte van de normaalkrach hangt af van de situatie. De richting van de normaalkracht is altijd loodrecht op het ondersteunend vlak. Het aangrijpingspunt is de plaats waar het ondersteunend vlak raakt aan het voorwerp.
Spankracht
De spankracht is gericht naar het midden van het touw. De grootte van de spankracht is evenals de normaalkracht afhankelijk van de situatie. Het aangrijpingspunt is de plaats waar het touw aan het voorwerp vastzit.
De samenvatting gaat verder na deze boodschap.
Verder lezen
REACTIES
:name
:name
:comment
1 seconde geleden