Krachten ontbinden (Natuurkunde vwo), les 3: Terugblik quiz

• New lesson editor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introduction

Quiz met 12 vragen over componenten, evenwicht, schuifwrijving, de wrijvingscoëfficiënt, de eerste en derde wet en gewicht.

Vrouw trekt kind op een slee, circa 1915 (foto: Carl Michel, publiek domein)

EXAMENSTOF · C1 · KRACHTEN ONTBINDEN

Quiz

Terugblik: Krachten ontbinden

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Carl Michel / Wikimedia Commons, publiek domein

Een blok hangt stil aan een veer (C = 80 N/m, u = 12 cm). Bereken de massa van het blok.

A

9,6 kg

B

98 kg

C

0,12 kg

D

0,98 kg

Fv = C·u = 80·0,12 = 9,6 N (u in m!). Evenwicht: Fz = Fv, dus m = 9,6/9,81 = 0,979 kg, dus 0,98 kg. Afleiders: g vergeten (9,6 kg), u in cm (98 kg, 960/9,81 = 97,9) en u als massa (0,12 kg). Syllabus C1.3 en C1.4.

F1 = (3,0; 4,0) N en F2 = (−3,0; 2,0) N werken op één punt. Bepaal Fres.

A

8,6 N in de y-richting

B

6,0 N in de y-richting

C

2,0 N in de y-richting

D

6,0 N in de x-richting

ΣFx = 3,0 − 3,0 = 0 en ΣFy = 4,0 + 2,0 = 6,0 N, dus Fres = 6,0 N in de y-richting. Afleiders: groottes optellen (5,0 + 3,6 = 8,6 N), y-componenten aftrekken (2,0 N) en de as verwisselen. Syllabus C1.3.

Een puck glijdt met constante snelheid over ijs. Wat zegt de eerste wet over de krachten?

A

Er moet een kracht in de bewegingsrichting zijn

B

De zwaartekracht is nul op ijs

C

ΣF = 0, er is geen kracht vooruit nodig

D

ΣF is gelijk aan de wrijving

Constante snelheid in een rechte lijn betekent ΣF = 0 (hier is de wrijving zo klein dat die verwaarloosd wordt). Veelgemaakte fout: een kracht in de bewegingsrichting verwachten. Syllabus C1.4.

Een kist van 30 kg staat op de vloer, f = 0,40. Bereken Fw,s,max.

A

1,2·10² N

B

12 N

C

7,4·10² N

D

2,9·10² N

FN = Fz = 30·9,81 = 294,3 N; Fw,s,max = f·FN = 0,40·294,3 = 117,7 N, dus 1,2·10² N. Afleiders: f·m (12 N), FN/f (7,4·10² N, 735,75) en alleen FN (2,9·10² N). Syllabus C1.3.

Dezelfde kist wordt met 80 N horizontaal geduwd en blijft staan. Hoe groot is Fw,s?

A

1,2·10² N

B

80 N

C

32 N

D

0 N

De kist staat stil, dus ΣFx = 0 en Fw,s = 80 N. Dat is kleiner dan Fw,s,max = 1,2·10² N (117,7). Afleiders: het maximum invullen (1,2·10² N), f·80 (32 N) en geen wrijving (0 N). Syllabus C1.3 en C1.4.

Een blok ligt op een helling van 20° met f = 0,50. Wat gebeurt er?

A

Het glijdt, want tan 20° < 0,50

B

Het glijdt, want sin 20° < 0,50

C

Het blijft staan, want cos 20° > 0,50

D

Het blijft staan, want tan 20° < 0,50

Het blok blijft staan zolang tan α ≤ f. tan 20° = 0,364 < 0,50. Afleiders: de ongelijkheid verkeerd gebruiken, sin in plaats van tan, of een goed antwoord met een onjuiste reden (cos). Syllabus C1.3 en C1.4.

Zet op volgorde: evenwicht op een helling uitwerken

1

Kies x-as langs en y-as loodrecht op de helling

2

Teken Fz, FN en Fw,s in een schema

3

Stel ΣFx = 0 en ΣFy = 0 op en los op

4

Ontbind Fz in Fz·sin α en Fz·cos α

Syllabus C1.3 en C1.4: krachtenschema, assen kiezen, ontbinden, evenwicht.

Vul in

Actiekracht en reactiekracht werken op verschillende voorwerpen. Daarom heffen ze elkaar niet op, ook al zijn ze even groot.

verschillende

heffen

hetzelfde

versterken

Syllabus C1.6: derde wet. De kracht van A op B en de kracht van B op A staan niet in dezelfde ΣF.

Wat is de eenheid van de wrijvingscoëfficiënt f?

A

Geen eenheid

B

N

C

N/kg

D

N/m

f = Fw,s,max/FN: N gedeeld door N, dus geen eenheid. Afleiders: N (kracht), N/kg (g) en N/m (veerconstante C). Syllabus C1.3.

Een zwaardere kist op dezelfde helling. Verandert de hoek waarbij hij gaat glijden?

A

Wordt kleiner, want Fz,x is groter

B

Wordt groter, want FN is groter

C

Blijft gelijk, want Fz valt weg

D

Wordt kleiner, want f neemt af

Net glijden: Fz·sin α = f·Fz·cos α, dus tan α = f. Fz valt weg, dus de massa doet er niet toe. Afleiders: alleen naar Fz,x kijken, alleen naar FN kijken, en denken dat f van de massa afhangt. Syllabus C1.3 en C1.4.

Noem de drie krachten op een stilstaande skiër.

Goed: zwaartekracht, normaalkracht en schuifwrijvingskracht. Verwachte fout: een kracht vooruit of luchtweerstand noemen. Syllabus C1.3 en C1.4.

Blok van 2,0 kg aan een veer (C = 2,0·10² N/m), helling 30°, geen wrijving. Bereken u.

A

9,8 cm

B

8,5 cm

C

4,9 cm

D

0,49 cm

Langs de helling: Fv = Fz·sin 30° = 2,0·9,81·0,50 = 9,81 N. u = Fv/C = 9,81/200 = 0,0491 m, dus 4,9 cm. Afleiders: Fz zelf (9,8 cm), cos gebruikt (8,5 cm, 0,0850 m) en m naar cm verkeerd omgerekend (0,49 cm). Syllabus C1.3 en C1.4.

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 · KRACHTEN ONTBINDEN

Goed gedaan!

Je kunt nu krachten ontbinden en samenstellen, evenwicht op een helling berekenen met wrijving, de eerste wet gebruiken bij touwen en de derde wet toepassen. Bekijk de vragen die je fout had nog eens in les 1.