PowerPoint-presentatie

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 2
Massa 1
Fz (zwaartekracht)
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
𝐹𝑧 = 𝑚 ∙ 𝑔
De kracht waarmee de
aarde een voorwerp
naar beneden ‘’trekt’’
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
𝐹𝑧
𝐹𝑔
𝐹𝑧 = 𝑚𝑔
= 70 ∙ 9,81
≈ 6,9 ∙ 102 𝑁
𝐹𝑔 = 𝐹𝑧
≈ 6,9 ∙ 102 𝑁
𝐹𝑧 = 𝑚𝑔
= 70 ∙ 1,62
≈ 1,1 ∙ 102 𝑁
𝐹𝑔 = 𝐹𝑧
≈ 1,1 ∙ 102 𝑁
𝐹𝑧
𝐹𝑔
Zwaartekracht: de kracht die de aarde uitoefent op een
voorwerp.
Gewichtskracht: De kracht die een voorwerp uitoefent op
een ondersteuning of ophangpunt.
Zwaartekracht wordt
uitgeoefend door de
aarde op het voorwerp.
Het aangrijpingspunt van
de kracht is dus op het
voorwerp.
Gewichtskracht wordt
uitgeoefend door het voorwerp
op de ondergrond. Het
aangrijpingspunt van de kracht
is dus op de ondergrond.
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.
Normaalkracht wordt
uitgeoefend door de ondergrond
op het voorwerp. Het
aangrijpingspunt van de kracht is
dus op het voorwerp
Fn
Fg
Gewichtskracht wordt
uitgeoefend door het voorwerp
op de ondergrond. Het
aangrijpingspunt van de kracht
is dus op de ondergrond.
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
Schaal: 1 cm = 20 N
4 cm = 8 N
Schaal: 1 cm = 2 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
F2
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
F1+2
Fres
F2
F3
1. Teken een hulplijn evenwijdig aan F1+2
2. Teken een hulplijn evenwijdig aan F3
3. Teken de resulterende kracht (Fres)
Wrijvingskracht (Fw)
Wrijvingskracht: De kracht die een beweging
tegenwerktspier
F
3 soorten:
- Rolwrijving
- Schuifwrijving
- Luchtweerstand
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
Fres = 0 N  voorwerp staat stil of beweegt met
constante snelheid naar links (in de richting van
de spierkracht).
Fw =
500 N
Krachten tekenen
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.