wet van Newton

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.