4.5 Hefbomen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

4.5

Hefbomen

Leerdoelen

Je weet wat een hefboom is.

Je weet wat een moment is, en hoe je deze kan uitrekenen.

Je weet uit te leggen wanneer iets in evenwicht is.

Je kunt met de momentenwet rekenen.

Je kunt uitleggen hoe katrollen werken.

Hefboom

Apparaat wat spierkracht kan vergroten.

-2 armen aan weerszijden van het draaipunt

-1 draaipunt

Welke hefbomen heb jij in huis?

Verhoudingen in hefbomen

Stel je een wip voor, waarbij de ene kant 1 meter lang is en de andere 2  meter.

Om deze wip in evenwicht te houden moet er een 2x zo licht persoon op de lange kant zitten.

Met andere woorden, om hetzelfde moment te hebben bij een 2x zo lange arm heb je een 2x zo klein gewicht nodig.

Rekenen met momenten

Een moment is te berekenen met de volgende formule:

In deze formule is:

m = moment in Newtonmeter (Nm)

F = De kracht in Newton (N)

r = de lengte van de arm tot het draaipunt in meter (m)

m=F⋅r

Een kind van 35 kilo zit 4 meter van het draaipunt van een wip. Wat is het moment van dit kind?

1. 140Nm
2. 8,75Nm
3. 1400Nm
4. 1372Nm

De hefboomwet

Om uit te rekenen of een voorwerp in evenwicht is kan je de hefboomwet gebruiken:

F​1​​⋅r​1​​=F​2​​⋅r​2​​

Is de balans in de figuur hier-
naast in evenwicht? Geef een
berekening!

Katrollen

Katrollen gebruik je om iets mee op te hijsen.

Een katrol verandert niet de grootte van de kracht, maar de richting van de kracht.

Takels

Meerdere katrollen noem je een takel.

Bij 2 katrollen wordt de kracht die je nodig hebt om iets op te tillen 2x zo klein, maar je moet wel 2x zoveel touw binnenhalen.

De spankracht in ieder touw is dan 2x zo klein.

Hoeveel Newton weegt een voorwerp als je, met 3 katrollen, een kracht van 600N moet leveren?

1. 400N
2. 1200N
3. 1800N
4. 200N