Hoofdstuk 7 Kracht en evenwicht

Mind map Opdracht: Maak een mindmap over het onderwerp ‘’kracht’’ Wat is kracht? Welke soorten kracht ken je? Kracht

Zwaartekracht Zwaartekracht: aantrekkende kracht waarmee twee massa’s (voorwerpen) elkaar aantrekken. Regel: hoe groter de massa’s, hoe groter de zwaartekracht. In praktijk: de kracht waarmee de aarde een voorwerp naar beneden ‘’trekt’’. Massa 1 Fz (zwaartekracht) Massa 2

Zwaartekracht in de muziek Muse - Bliss Gewichtloosheid: OK Go – Upside down & inside out OK Go – Upside down & inside out (behinde the scenes)

Zwaartekracht Eenheid: Newton (N) Symbool: Fz Zwaartekracht De kracht waarmee de aarde een voorwerp naar beneden ‘’trekt’’ 𝐹 𝑧 =𝑚∙𝑔

Zwaartekracht De kracht die de aarde op een voorwerp uitoefent is afhankelijk van de massa van dit voorwerp, en de valversnelling. Fz = m·g Fz: de zwaartekracht in Newton (N) m: de massa in kg g: valversnelling (9,81 N/kg) Gegeven: m = 119,2 kg g = 9,81 N/kg Gevraagd: Fz Oplossing: Fz = m·g = 119,2 × 9,81 ≈ 1,2·103 N

Zwaartekracht, gewicht en massa Massa (m): De hoeveelheid stof waaruit een voorwerp bestaat (in kg) Zwaartekracht (Fz): De kracht waarmee de Aarde een voorwerp naar beneden ‘’trekt’’. Gewichtskracht (Fg): De kracht die een voorwerp uitoefent op een ondersteuning of ophangpunt. Bert (m = 70 kg) op Aarde en op de Maan 𝐹 𝑧 =𝑚𝑔=70∙9,81≈6,9∙ 10 2 𝑁 𝐹 𝑧 =𝑚𝑔=70∙1,62≈1,1∙ 10 2 𝑁 𝐹 𝑧 𝐹 𝑧 𝐹 𝑔 = 𝐹 𝑧 ≈6,9∙ 10 2 𝑁 𝐹 𝑔 = 𝐹 𝑧 ≈1,1∙ 10 2 𝑁 𝐹 𝑔 𝐹 𝑔

Zwaartekracht: de kracht die de aarde uitoefent op een voorwerp. Gewichtskracht: De kracht die een voorwerp uitoefent op een ondersteuning of ophangpunt. Gewichtskracht wordt uitgeoefend door het voorwerp op de ondergrond. Het aangrijpingspunt van de kracht is dus op de ondergrond. Zwaartekracht wordt uitgeoefend door de aarde op het voorwerp. Het aangrijpingspunt van de kracht is dus op het voorwerp. Fz Fg

Gewichtskracht: De kracht die een voorwerp uitoefent op een ondersteuning of ophangpunt. Normaalkracht: Kracht waarmee een voorwerp omhooggehouden wordt door een ondersteuning of ophangpunt. Gewichtskracht wordt uitgeoefend door het voorwerp op de ondergrond. Het aangrijpingspunt van de kracht is dus op de ondergrond. Normaalkracht wordt uitgeoefend door de ondergrond op het voorwerp. Het aangrijpingspunt van de kracht is dus op het voorwerp Fn Fg

Oefenopgave Een persoon van 65 kg staat op een tafel. De tafel staat op een ondergrond. Teken (op schaal!) de krachten die werken: Op de persoon Op de tafel

Verschillende soorten kracht Er bestaan verschillende soorten kracht (zie § 7.2). De krachten worden vernoemd naar het voorwerp dat de kracht uitoefent.

Twee voorwerpen Voor een kracht zijn altijd twee voorwerpen nodig: Een voorwerp dat de kracht uitoefent Een voorwerp dat de kracht ondervindt De speerwerper (voorwerp 1) oefent een kracht uit op de speer (voorwerp 2).

Gevolgen van krachten Krachten kun je niet zien, de gevolgen wel. Er zijn vier mogelijke gevolgen van krachten: Vervorming Verandering van snelheid Een voorwerp op zijn plaats houden Een voorwerp in beweging houden

Vectoren en scalars Grootheid: Meetbare eigenschap Vector: Grootheid waarbij zowel de grootte als de richting van belang is. Voorbeeld  kracht (F), snelheid (v) Scalar: Grootheid waarbij alleen de grootte van belang is. Voorbeeld  frequentie (f)

Kracht als vector Kracht heeft een grootte en een richting, en is dus een vector. Je kunt krachten tekenen met pijlen: - De pijl geeft de richting van de kracht aan. - Hoe langer de pijl, hoe groter de kracht. = aangrijpingspunt

Kracht als vector De lengte van de vectorpijl zegt iets over de grootte van de kracht. Schaal: 1 cm = 5 N

Uitrekking veer

Uitrekking veer Er is een rechtevenredig verband tussen de kracht die op een veer wordt uitgeoefend, en de uitrekking van de veer  als de kracht verdubbelt, verdubbelt ook de uitrekking van de veer. F = 0,8 N u = 9,2 cm F = 0,4 N u = 4,6 cm

Resulterende kracht De resulterende kracht (Fres), ook wel somkracht genoemd, is het effect van alle krachten samen. De somkracht is 80 N naar rechts. De somkracht is 280 N naar rechts.

Opdracht 40 Stel: krachten naar links noteren we als positieve getallen Krachten naar rechts noteren we als negatieve getallen 1 cm = 10 N Fres = F1 + F2 = 25 + 35 = 60 N Fres = F1 + F2 = 25 - 35 = -10 N Fres = F1 + F2 = 35 - 25 = 10 N

Opdracht 41 5 cm 4 cm = 4 N Schaal: 1 cm = 1 N 2,1 cm = 42 N Pijl Fres = 5 cm lang Fres = 5·1 = 5 N Pijl Fres = 3 cm lang Fres = 3·20 = 60 N Pijl Fres = 5,4 cm lang Fres = 5,4·2 = 10,8 N

Somkracht tekenen Situatie: een leerling laat twee honden uit. F1 Fres 1. Teken een hulplijn evenwijdig aan F1 2. Teken een hulplijn evenwijdig aan F2 3. Teken de resulterende kracht (Fres)

Somkracht tekenen Situatie: een leerling laat drie honden uit. F1+2 F1 Fres F2 F3 1. Teken een hulplijn evenwijdig aan F1+2 2. Teken een hulplijn evenwijdig aan F3 3. Teken de resulterende kracht (Fres)

Fspier Fw Wrijvingskracht (Fw) Wrijvingskracht: De kracht die een beweging tegenwerkt 3 soorten: Rolwrijving Schuifwrijving Luchtweerstand Fspier Fw

1e Wet Newton Als krachten elkaar opheffen dan is de resulterende kracht (somkracht) 0 N. Er zijn dan 2 mogelijkheden: Het voorwerp staat stil Het voorwerp beweegt met constante snelheid.

Krachten tekenen Fspier = 500 N Fw = 500 N Fres = 0 N  voorwerp staat stil of beweegt met constante snelheid naar links (in de richting van de spierkracht).

Krachten tekenen Fres = 200 N  voorwerp versnelt naar links Fspier = 700 N Fw = 500 N Fres = 200 N  voorwerp versnelt naar links

Krachten tekenen Fspier = 700 N Fw = 900 N Fres = -200 N  Fietser vertraagt (maar beweegt nog wel naar links)

Loodrechte krachten Als krachten loodrecht op elkaar staan kun je de resulterende kracht (Fres) berekenen met de stelling van Pythagoras.