Transcript Grootte, richting en aangrijpingspunt

4.1 Krachten
Behdad Salimikordasiabi (165 kg zwaar en
197 cm lang) uit Iran won op de Olympische
spelen van 2012 in Londen de gouden medaille
op het onderdeel gewichtheffen voor mannen
boven de 105 kg. Hij stootte 247 kg. Bij
stoten gaat het gewicht eerst op de borst en
vervolgens in een vloeiende beweging boven
het hoofd.
Bron is vervallen.
Hoeveel kracht oefent de rechterschoen uit op de
vloer als hij het gewicht boven zijn hoofd houdt?
A 4,1 kN
B 2,1 kN
C 1,2 kN
1 Wat zijn krachten en welke soorten
krachten zijn er?
Krachten zijn erg belangrijk in de natuurkunde en in de
techniek. Krachten zorgen voor veranderingen. Het
bijzondere van een kracht is dat je de kracht zelf niet ziet
maar wel de gevolgen.
De werking van een kracht kan drie gevolgen hebben.
De vorm van een voorwerp kan veranderen; een elastiek
raakt uitgerekt. De grootte van de snelheid van een
voorwerp verandert; een voetbal krijgt snelheid. De
richting van de snelheid verandert; een auto gaat door de
bocht.
Er zijn veel soorten krachten.
Paperclips blijven aan een magneet hangen door
magnetische krachten.
Bron is vervallen.
Als je in de gymles aan de touwen hangt, val je niet door
de spankracht in het touw.
Bron is vervallen.
Bron is vervallen.
Je haren kunnen recht overeind staan door elektrische
krachten. Een propje papier schiet je weg door de
veerkracht van een elastiek. Dat propje valt vervolgens op
de grond door de zwaartekracht.
Het elastiek trek je eerst strak door je spierkracht.
© Noordhoff Uitgevers bv
Als je weer op de vloer staat zak je er niet doorheen door
de normaalkracht die de vloer op jou uitoefent.
Hoofdstuk 4 Kracht en beweging
In feite is dit een veerkracht. Want door je gewicht wordt
de vloer een beetje ingedrukt. De veerkracht van de vloer
zorgt ervoor dat je op je plaats blijft. Je gewicht is dus ook
een kracht. Het is de kracht die je op de vloer uitoefent.
De eenheid van kracht is newton (N). De zwaartekracht
op een massa van 1,0 kg is 9,8 N. Eén newton is dus
ongeveer het gewicht van 100 g. Het symbool van de
grootheid kracht is de letter F van het Engelse woord
voor kracht ’force‘. De kracht heeft een grootte van 235
newton schrijf je dan op als: F = 235 N.
Vaak werken op een voorwerp meerdere krachten. Op een
parachutist van 80 kg (inclusief parachute) die naar
beneden valt werken twee krachten: de zwaartekracht
van ongeveer 800 N en de luchtweerstand van bijvoorbeeld 600 N. Het resultaat van die twee krachten is een
netto kracht van 200 N. Als je alle krachten optelt die op
een voorwerp werken, krijg je de netto kracht op dat
voorwerp. In dit geval moet je de krachten van elkaar
aftrekken, omdat ze in tegengestelde richting werken.
Een kracht kan de vorm van een voorwerp veranderen, de grootte van de snelheid of de richting van de
snelheid. De eenheid van kracht is newton (N). De
zwaartekracht op een massa van 1,0 kg is 9,8 N. Als je
alle krachten optelt die op een voorwerp werken, krijg
je de netto kracht op dat voorwerp.
Schaal: 1 cm = 400 N
Figuur 4.7 Kracht als pijl
Een kracht werkt altijd op een voorwerp. Het begin van de
pijl moet op de plek van dat voorwerp zitten waar de
kracht werkt. Die plek heet het aangrijpingspunt van de
kracht. In figuur 4.8 zijn de vier krachten op een vliegtuig
weergegeven.
liftkracht
voortstuwende kracht
luchtweerstand
zwaartekracht
Figuur 4.8 De krachten op een vliegtuig
Opdrachten
1 Welke kracht is verantwoordelijk voor:
a een appel die omlaag valt?
b een appel die op tafel ligt?
c een paperclip die naar een magneet beweegt?
d het spannen van een boog?
e een pijl die uit een boog schiet?
2 De gewichtheffer Behdad Salimikordasiabi heeft een
massa van 165 kg.
a Bereken de zwaartekracht op Behdad.
b Hoe groot is de netto kracht op Behdad?
De zwaartekracht werkt natuurlijk altijd verticaal omlaag.
Het aangrijpingspunt van de zwaartekracht zit in het
midden van het voorwerp, het zwaartepunt. De liftkracht
wordt veroorzaakt door de lucht die langs de vleugels
stroomt en werkt omhoog. De motoren leveren de
voortstuwende kracht en de luchtweerstand is de
tegenwerkende kracht op het vliegtuig.
Elke kracht heeft een grootte en een richting. Een
kracht geef je weer met een krachtenpijl. Een krachtenpijl moet altijd beginnen op het voorwerp bij het
aangrijpingspunt.
2 Hoe teken je een kracht?
Een kracht heeft de bijzondere eigenschap dat hij ook een
richting heeft. Wanneer een technicus bij de bouw van
een brug in de constructie een kracht berekent van
10 000 N is het ook belangrijk dat hij weet in welke
richting die kracht werkt. Daarom geef je een kracht aan
met een pijl. De grootte van de pijl is een maat voor de
grootte van de kracht en de richting van de pijl geeft dan
de richting aan van de kracht. In een tekening met
krachtpijlen moet je wel steeds aangeven welke schaal je
gebruikt. Zo kun je bijvoorbeeld een kracht van 2000 N
weergeven door een pijl met een lengte van 5,0 cm. Elke
cm van de pijl staat dan voor 400 N. Zie figuur 4.7.
Opdrachten
3 In figuur 4.9 trekt Jan met een kracht van 120 N aan
het blok hout van 30 kg. Het blok hout beweegt niet.
30 kg
trekkracht
Figuur 4.9 Een blok hout
© Noordhoff Uitgevers bv
a Wat is de krachtenschaal van de tekening? Noteer je
antwoord in de vorm: 1,0 cm komt overeen met ……… N.
b Neem de tekening over en teken de zwaartekracht
op het blok hout. Gebruik dezelfde krachtenschaal
als die van de trekkracht van Jan.
c Welke kracht zorgt ervoor dat het blok hout niet
door de tafel zakt?
d Welke kracht zorgt ervoor dat het blok hout niet in
beweging komt?
e Bereken de nettokracht op het blok.
4 In de 3 tekeningen van figuur 4.10 zijn de krachten
getekend op een walnoot die aan twee touwtjes
hangt. Welk krachtenplaatje is juist A, B of C?
A
spankracht
spankracht
zwaartekracht
B
spankracht
spankracht
zwaartekracht
C
zwaartekracht
spankracht
Figuur 4.10 Een walnoot aan twee touwtjes
© Noordhoff Uitgevers bv