Hoofdstuk 3

Nu voor straks NaSk 1 deel 3 KGT leerboek
Hoofdstuk 3 Krachten 1
Hoofdstuk 3: Krachten
3.1 Wat weet je er nog van?
1
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
m
n
Nee, de uitwerking van een kracht wel.
Nee, soms verandert alleen de snelheid van een voorwerp.
Ja, dat klopt.
Ja, dat klopt.
Ja, dat klopt.
Nee, gewicht is een kracht, massa niet.
Ja, dat klopt.
Ja, dat klopt.
Nee, de kracht is juist kleiner.
Nee, een van beiden kan dichter bij het midden zitten.
Ja, dat klopt.
Ja, dat klopt.
Ja, dat klopt.
Nee, er is alleen geen zwaartekracht, je houdt je massa in de ruimte.
3.2 De ene kracht is de andere niet
2
Voorbeelden zijn: bij gewichtheffen, bij fietsen, bij boogschieten en bungee-jumpen.
3
De veerkracht is 1000 Newton
4
10 L water heeft een massa van 10 kg. De emmer heeft dus een massa van 11 kg - 10 kg = 1 kg.
De zwaartekracht op de emmer is 1 kg x 10 N/kg = 10 N.
5
De massa in kg is 10 maal zo klein als de zwaartekracht in Newton.
De massa van het krat met frisdrank is dus
210 N
= 21 kg
10 N / kg
Nu voor straks NaSk 1 deel 3 KGT leerboek
Hoofdstuk 3 Krachten 2
3.3 Krachten tekenen en berekenen
6
10 N, 20 N en 50 N
7
Op een leerling met een massa van 50 kg werkt een zwaartekracht van 50 kg x 10 N/kg = 500 N.
a
500 N
50 N / cm
500 N
100 N / cm
b
= 10 cm
= 5 cm
Fz
Fz
Fz
8
De lengte van de pijl is
9
a
b
1950 N
= 3,9 cm
500 N / cm
De massa van de het pak is 250 g = 0,25 kg
Fz = 0,25 kg x 10 N/kg = 2,5 N
c
500 N
200 N / cm
= 2,5 cm
Nu voor straks NaSk 1 deel 3 KGT leerboek
10
Hoofdstuk 3 Krachten 3
F1
F2
Fnetto
a
30 N →
20 N ←
10 N →
b
100 N →
75 N →
175 N →
c
110 N ←
30 N →
80 N ←
d
25 N ←
50 N ←
75 N ←
11 a
b
12 a
b
13 a
Ze hebben samen een massa van 56 kg + 45 kg = 101 kg
Fz = 101 kg x 10 N/kg = 1010 N
Als de parachutist genoeg snelheid heeft, is de luchtweerstand even groot als de
zwaartekracht.
Als de parachute net open is, neemt de luchtweerstand sterk toe en wordt de parachutist
afgeremd. Er is een netto kracht omhoog.
Links wordt met 210 N + 230 N + 190 N = 630 N getrokken.
Rechts leveren leerling 4 en 5 een kracht van 200 N + 215 N = 415 N.
De krachten zijn in evenwicht. Leerling 6 levert een kracht van 630 N - 415 N = 215 N.
b
c
Als de tegenstanders verliezen, schiet je naar achteren. De voorste touwtrekkers vallen boven
op de achterste, deze moet dus tegen een stootje kunnen.
Nu voor straks NaSk 1 deel 3 KGT leerboek
Hoofdstuk 3 Krachten 4
3.4 Slimme krachten: hefboom en katrol
14 a
b
c
De hengel buigt door omdat er een kracht op werkt, namelijk het gewicht van de vis.
200 g = 0,2 kg. De zwaartekracht is 0,2 kg x 10 N/kg = 2 N
De kracht is 2 N en de arm is 200 cm = 2 m.
Dus het moment M = F x l = 2 N x 2 m = 4 Nm
15 a
b
Dit is 0,1 m, want 250 N x 0,1 m = 25 Nm.
Dit is 100 N, want 100 N x 0,25 m = 25 Nm.
16 Voorbeelden zijn: een deurkruk, een flessenopener, een klauwhamer en een nijptang.
17 Het moment M1 van de kracht F1 is 40 N x 0,30 m = 12 Nm.
Het moment M2 van de kracht F2 is ook 12 Nm.
De kracht F2 is dus 120 N want 120 N x 0,10 m = 12 Nm.
18 a
b
c
Het gewicht van de kist is 25 kg x 10 N/kg = 250 N.
Minstens 250 N.
Hij kan door de katrol het touw naar beneden trekken. Dit is gemakkelijker omdat hij nu zijn
eigen gewicht kan gebruiken bij het trekken.
19 a
b
Er zijn twee losse katrollen, de schipper hoeft maar een kwart van de kracht te zetten, 300 N.
Vier maal zoveel touw dus 4 x 20 cm = 80 cm.
20 a
b
Fz = 1500 kg x 10 N/kg = 15000 N
Met één takel kun je een kracht van 2 x 200 N = 400 N zetten. Met twee takels is dat 800 N,
met drie takels 1600 N, met vier takels 3200 N, met vijf takels 6400 N, met zes takels 12800 N
en met zeven takels kun je een kracht van 25600 N zetten. Je hebt dus zeven takels nodig.
3.5 Druk
21 Het gewicht van de olifant verandert niet, het oppervlak waarop dit gewicht rust wel. Het oppervlak
wordt ongeveer twee keer zo klein, namelijk de oppervlakte van twee in plaats van vier poten. De
druk wordt dus ongeveer twee keer zo groot.
22 Je vergroot zo de oppervlakte die op het ijs drukt. De druk op het ijs is dan kleiner.
23 Bij een scherp mes is het oppervlak waarmee je snijdt kleiner dan bij een stomp mes. Je kunt
daarom met een scherp mes meer druk zetten.
24 a
b
c
Je drukt met 100 N op een oppervlak van 0,50 cm 2.
F
100 N
p=
=
= 200 N/cm2.
A
0,50 cm2
De oppervlakte van de punt is 1000 maal kleiner, dus de druk op het hout is 1000 maal groter:
200 000 N/cm2.
Je hand kan de druk van 200 N/cm 2 verdragen, het hout kan een druk van 200 000 N/cm 2 niet
verdragen. De punaise gaat het hout in.
Nu voor straks NaSk 1 deel 3 KGT leerboek
Hoofdstuk 3 Krachten 5
3.6 Afsluitende vragen
25 de grootte, de richting en het aangrijpingspunt van de kracht
26 Op de steen van 500 g = 0,5 kg werkt een zwaartekracht kracht van 0,5 kg x 10 N/kg = 5 N.
De lengte van de pijlen is dus 5 cm.
a
b
27 a
b
c
De nettokracht is dan 0 N.
De nettokracht is dan 3280 N - 3275 N = 5 N
Het touw moet een spankracht leveren van 3280 N + 3275 N = 6555 N.
28 a
b
M = F x l = 300 N x 1 m = 300 Nm per arm.
Het moment van de kracht halverwege de bek is ook 300 Nm en de arm is 2,5 cm = 0,025 m.
Dit is 40 maal zo klein, dus de kracht is 40 maal zo groot: 40 x 300 Nm = 12 000 N.
Het ijzer krijgt deze kracht van beide armen van de betonschaar: 2 x 12 000 N = 24 000 N.
29 a
Een patiënt van 68 kg heeft een gewicht van 68 kg x 10 N/kg = 680 N.
M = F x l = 680 N x 1,3 m = 884 Nm
In de lift zit een takel en vaak ook een hulpmotor. Je hoeft daardoor minder kracht te zetten.
b
30 a
b
c
Er is door de poten meer kracht nodig om de kraan om te duwen, de kraan staat stabieler.
De platen vergroten het oppervlak dat op de grond drukt. De druk is kleiner en de kraan zakt
niet weg.
Bij een zachte ondergrond, bijvoorbeeld een weiland en bij een grote belasting van de kraan
zijn de platen nodig om de druk op de ondergrond te verkleinen.
31
De tractor wordt een klein beetje zwaarder, maar de oppervlakte van de banden die op de
grond drukt wordt bijna twee keer zo groot. Al met al neemt de druk op de ondergrond af.
32
Een vrouw van 62 kg oefent een zwaartekracht uit van 62 kg x 10 N/kg = 620 N.
F
620 N
De druk als ze op een naaldhak staat bedraagt: p =
=
= 827 N/cm2.
A
0,75 cm2