30 = 40.a - Edurep Delen

De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
De tweede wet van Newton luidt:
Fr  m.a
Fr = resulterende (totale) kracht in N
m = massa in kg
a = versnelling in
2
m/s
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
De resulterende kracht . . .
F2 = 30 N
F1 = 50 N
Fr = 50 + 30 = 80 N
F2 = 30 N
F1 = 50 N
Fr = 50 - 30 = 20 N
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
1. Versnellen:
Je ziet een wagentje van 40 kg.
F2 = 30 N
F1 = 50 N
Bereken zijn versnelling.
m
Fr
a
Geg.: m = 40 kg, Fr = 80N. Gevr.: a!
• Fr = m.a
• 50 + 30 = 40.a
• 80 = 40.a
• a = 80/40 = 2,0 m/s2
Een auto versnelt
2. versnellen:
Het wagentje rijdt naar rechts.
Fw = 30 N
40 kg
F1 = 50 N
Bereken zijn versnelling.
• Fr = m.a
• 50 - 30 = 40.a
• 20 = 40.a
2
• a = 20/40 = 0,50 m/s
Een auto vertraagt
3. Vertragen:
Het wagentje rijdt naar rechts.
Fw = 30 N
40 kg
F1 = 20 N
Bereken zijn versnelling.
• Fr = m.a
• 20 - 30 = 40.a
• -10 = 40.a
2
• a = -10/40 = (-)0,25 m/s : vertraging!
Een rekenvoorbeeld:
Het wagentje rijdt naar rechts.
Fw = 30 N
50 kg
F1 = 30 N
Bereken zijn versnelling.
• Fr = m.a
• 30 - 30 = 50.a
2
• a = 0/50 = 0 m/s
• Dus v is constant!
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
Een slee op het ijs
Fn
Fs
Fw
Fz
1.1. Een slee op het ijs:
Je ziet een slee van 10 kg.
Fs = 40 N
Fw = 30 N
30°
a. Bereken zijn versnelling.
b. Bereken de normaalkracht.
Oplossing . . .
1.2. Een slee op het ijs:
• Teken alle krachten . . .
Fs = 40 N
Fn
30°
Fw = 30 N
Fz
• Dat zijn .. Fw, Fs, Fz en Fn.
1.3. Een slee op het ijs:
• De versnelling is in de x-richting.
Fs = 40 N
Fsy
Fn
30°
Fw = 30 N
Fsx
Fz
• Kijk naar krachten in de x-richting.
• Ontbind de ‘schuine’ kracht Fs.
1.4. Een slee op het ijs:
• Bereken de x-component van Fs:
Fs = 40 N
Fsy
Fn
30°
Fw = 30 N
Fsx
Fz
• cos 30° = Fsx/40
Fsx = 40. cos 30° = 34,6 N
=34,6 N
1.5. De slee van 10 kg wordt versneld:
• Bereken de versnelling:
Fs = 40 N
Fsy
Fn
Fw = 30 N
30°
Fsx = 34,6 N
Fz
• Fr = m.a
34,6 – 30 = 10.a
4,6 = 10.a
2
a = 4,6/10 =0,460.. = 0,46 m/s
1.6. Een slee van 10 kg:
• De vertikale krachten:
Fs = 40 N
Fsy
Fn
30°
Fw = 30 N
Fz
Fsx = 34,6 N
• Het aantal vertikale krachten is: 3
1.7. Een slee van 10 kg:
• Bereken de y-component van Fs:
Fs = 40 N
20 N = Fsy
Fn
30°
Fw = 30 N
Fsx = 34,6 N
Fz
• sin 30° = Fsy/40
Fsy = 40. sin 30° = 20 N
1.8. Een slee van 10 kg:
• Fz = m.g = 10 . 9,81 = 98,1 N
Fs = 40 N
20 N = Fsy
Fn
Fw = 30 N
30°
Fsx = 34,6 N
Fz = 98,1 N
• Vertikaal is er evenwicht . . .
1.9 Een slee van 10 kg:
• Evenwicht, dus Fomhoog = Fomlaag
Fs = 40 N
Fsy = 20 N
Fn =78 N
Fw = 30 N
30°
Fsx = 34,6 N
Fz = 98,1 N
• Fn + 20 = 98,1
Fn = 98,1 – 20 = 78,1.. = 78 N
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
1.1. Een slee van 10 kg op een helling:
1. Teken alle krachten.
Fn
2. Kies de assen . . .
Fw = 40 N
Fzx
Fzy
30°
3. Teken componenten . . .
4. Bereken Fzx en Fzy
Fz
1.2. Een slee van 10 kg op een helling:
5. Fz = mg = 10 . 9,81 = 98,1 N
6. Fzx berekenen:
sin30° = Fzx/98,1
Fzx = 49,1 N
Fn
Fw = 40N
49,1 N
Fzx
7. Fzy berekenen:
85,0 N
30°
Fzy
Fzy = 85,0 N
Fz =98,1 N
30°
cos30° = Fzy/98,1
1.2. Een slee van 10 kg op een helling:
8. Versnelling berekenen:
85,0 N
Fr = ma
Fn
Fw = 40N
49,1 - 40 =10.a
49,1 N
a = 9,1/10
Fzx
= 0,91 m/s2
85,0 N
30°
9. Fn berekenen: 30°
Fzy
Fn = Fzy . . .
= 85,0 N
Fz =98,1 N
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden
Rolweerstand:
De rolweerstand hangt af van:
1. Banden en wegdek.
2. Massa, beter: normaalkracht
en (bijna) niet van de snelheid:
Frol
v
Luchtweerstand:
De luchtweerstand hangt af van:
1. Snelheid v in m/s
2
A
m
2. Frontaal oppervlak A in
3. Vorm: stroomlijn, Cw – waarde.
4. Dichtheid r in kg/m3
2
Flucht in kN
1
20
40 v in m/s
Luchtweerstand Audi bij 100 km/h:
Flucht = ½.r.A.Cw .v2
v = 100 km/h = 100.103m/3600s = 28 m/s
Lucht: r = 1,3 kg/m3
A = 2,0 m2 (Audi)
Cw (Audi) = 0,30
Flucht = ½. 1,3 . 2,0 . 0,30 .
2
28
= 0,36 kN
Bij 50 km/h is Flucht = 0,36 kN/4 = 0,090kN
De tweede wet van Newton
1. De formule.
2. Resulterende kracht.
3. Eenvoudige toepassingen.
4. Een ingewikkelder toepassing.
5. Een voorwerp op een helling.
6. Rol- en luchtweerstand.
7. Einde.
© Het Vlietland College Leiden