Momenten en hefbomen (Natuurkunde havo), les 3: Terugblik quiz

• New lesson editor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introduction

Quiz met 11 vragen over moment, arm, de momentenwet, het zwaartepunt en hefbomen, ook in het menselijk lichaam.

Wip op een speelplaats (foto: Killarnee, CC BY-SA 4.0)

EXAMENSTOF · C1 · MOMENTEN EN HEFBOMEN

Quiz

Terugblik: Momenten en hefbomen

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Killarnee / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

Dezelfde kracht, maar een twee keer zo grote arm. Wat gebeurt er met het moment?

A

Het wordt twee keer zo groot

B

Het wordt twee keer zo klein

C

Het blijft gelijk

D

Het wordt vier keer zo groot

M = F·r: bij gelijke F is M recht evenredig met r, dus twee keer zo groot. Afleiders: omgekeerd evenredig denken, of kwadratisch. Syllabus C1.7.

Vul in

De momentenwet zegt: bij evenwicht is het linksom draaiende moment gelijk aan het rechtsom draaiende moment.

momentenwet

linksom

rechtsom

hefboom

zwaartepunt

Syllabus C1.7: momentenwet. Linksom en rechtsom moeten hier in deze volgorde staan; de zin is symmetrisch, dus ook omgekeerd is goed te verdedigen, maar de gaten staan in de volgorde van de zin.

Wip: links 3,0·10² N op 1,0 m. Waar moet 2,0·10² N zitten voor evenwicht?

A

0,67 m

B

1,0 m

C

1,5 m

D

2,0 m

r2 = F1·r1/F2 = 300 · 1,0 / 200 = 1,5 m. Afleiders: de krachten verwisseld (200 · 1,0 / 300 = 0,67 m), dezelfde afstand (1,0 m) en een getal uit de opgave (2,0 m). Controle: 300 · 1,0 = 200 · 1,5 = 300 N·m. Syllabus C1.7.

Je houdt een last verder van je elleboog. Wat gebeurt er met Fspier?

A

Fspier wordt kleiner

B

Fspier blijft gelijk

C

Fspier wordt groter

D

Fz van de last wordt groter

De arm van de last wordt groter, de arm van de spier blijft gelijk: dus moet Fspier groter worden. Fz verandert niet, want de massa blijft hetzelfde. Syllabus C1.7: menselijk lichaam.

Welke eenheid heeft een moment?

Goed antwoord: N·m (newtonmeter), kracht in N maal arm in m. Verwachte fout: N of J. Syllabus C1.7.

Welke draairichting heeft het moment van F om het draaipunt?

A

Linksom

B

Rechtsom

C

Geen, het moment is nul

D

Het hangt van de arm af

De kracht wijst omhoog op een punt rechts van het draaipunt: de staaf wordt rechts omhoog gedraaid, dus tegen de wijzers van de klok in: linksom. De werklijn gaat niet door het draaipunt, dus het moment is niet nul. Syllabus C1.7. Image credit: Eigen figuur

Homogene lat van 1,2 m, steunpunt op 0,40 m van een uiteinde. Arm van Fz?

A

0,40 m

B

0,60 m

C

0,80 m

D

0,20 m

Fz grijpt aan in het zwaartepunt, bij een homogene lat het midden: 0,60 m van het uiteinde. De arm meet je vanaf het steunpunt: 0,60 - 0,40 = 0,20 m. Afleiders: afstand steunpunt tot uiteinde (0,40 m), zwaartepunt tot uiteinde (0,60 m), steunpunt tot het andere uiteinde (0,80 m). Syllabus C1.7: zwaartepunt en arm.

Koevoet: hand 60 N op 60 cm, spijker op 4,0 cm van het draaipunt. Kracht op de spijker?

A

4,0 N

B

9,0·10² N

C

9,0 N

D

3,6·10³ N

F · 4,0 cm = 60 N · 60 cm, dus F = 3600 / 4,0 = 900 N = 9,0·10² N (de eenheden cm vallen weg). Afleiders: de armen verwisseld (60 · 4,0 / 60 = 4,0 N), cm en m door elkaar (60 · 0,60 / 4,0 = 9,0 N) en niet delen door de arm (60 · 60 = 3,6·10³). Syllabus C1.7.

Zet op volgorde, van klein naar groot moment

1

10 N op 1,0 m

2

8,0 N op 3,0 m

3

100 N op 0,40 m

4

50 N op 0,30 m

Momenten: 10 · 1,0 = 10 N·m; 50 · 0,30 = 15 N·m; 8,0 · 3,0 = 24 N·m; 100 · 0,40 = 40 N·m. Verwachte fout: sorteren op de kracht of op de arm. Syllabus C1.7.

Twee mensen tillen dezelfde last, even ver weg. Bij wie is Fspier kleiner?

A

Spier zit verder van de elleboog vast

B

Spier zit dichter bij de elleboog vast

C

Beide gelijk, want de last is gelijk

D

Wie langere onderarmen heeft

Fspier · r(spier) = Fz · r(last): een grotere arm van de spier geeft een kleinere spierkracht. Langere onderarmen vergroten juist de arm van de last. Syllabus C1.7: menselijk lichaam.

Waarom kun je een deur bij het scharnier nauwelijks open duwen?

A

De deur is daar zwaarder

B

Je kracht is daar kleiner

C

De arm van je kracht is dan heel klein

D

Het scharnier heeft wrijving

Het draaipunt is het scharnier. Vlak erbij is de arm klein, dus het moment ook, bij dezelfde kracht. De massa van de deur en je spierkracht veranderen niet met de plek. Syllabus C1.7.

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF · C1 · MOMENTEN EN HEFBOMEN

Goed gedaan!

Je kunt nu de arm en het moment van een kracht bepalen, de momentenwet toepassen en de spierkracht in je onderarm berekenen. Bekijk de vragen die je fout had nog eens in les 1.