H9 krachten

• Natuur en techniek
• MBO
• Studiejaar 3

H9 krachten

Cirkelbanen en krachten

Krachten zijn er altijd

Eigenschappen van krachten

• onzichtbaar

• aangrijpingspunt

• richting

• grootte

Effecten van krachten

• verandering van vorm (blijvend of tijdelijk)

• verandering van snelheid (grootte of richting)

Krachten

Een kracht kan een voorwerp vervormen.

Door een kracht kun je de snelheid van een voorwerp veranderen.

Een kracht werkt een richting op. 

VERSCHILLENDE KRACHTEN 

Kracht op afstand:

F_z   Zwaartekracht

Fe Elektrische kracht

F_m  Magnetische kracht

Tegenwerkende kracht:

Fw Wrijvingskracht

Fw,l Luchtweerstand

Fn Normaalkracht

Krachten met contact:

F_v   Veerkracht

F_s   Spankracht

Fs   Spierkracht

Kracht geef je aan met de letter F (force)

De eenheid is in Newton (N)

Zwaartekracht

Luchtweerstand of wrijvingskracht

Spierkracht

Ontstaat door het 

spannen van spieren

Magnetische kracht

Rond een magneet bevindt zich het magnetische veld.

Dit zorgt voor magnetische krachten.

Magnetische krachten kunnen afstoten of aantrekken.

De grootte van een kracht

Krachten tekenen we als pijlen 

(vector)

Hoe groter de pijl, hoe groter

de kracht.

Meerdere krachten in 1 plaatje

gebruiken dezelfde schaal

Krachten optellen

Je kunt meerdere krachten vervangen door 1 kracht:
de resulterende kracht

Massa en gewicht

Massa is het aantal moleculen waaruit een voorwerp is opgebouwd. Gewicht is een aantrekkingskracht van een planeet op een voorwerp.

massa = gelijk

gewicht verandert

op de maan t.o.v de 

aarde! 

Massa en gewicht

Als een astronaut op Aarde staat weegt hij bijv. 60 kg.

Als een astronaut in de ruimte is, is hij gewichtloos.

Als hij op de maan staat zou hij 10 kg. wegen.

Samenvattend - Massa, Zwaartekracht, Gewicht

 massa en gewicht

1 kg wordt aangetrokken met een kracht van ca. 10 N, dus 1 kg heeft een gewicht van 10 N.

Veerkracht

Als je een veer uitrekt, dan moet je kracht er op uitoefenen.

De kracht die de veer geeft heet de veerkracht .

Je kan een veer uitrekken met bijvoorbeeld spierkracht of de zwaartekracht.

veerunster

Met een veerunster kan je krachten meten.
Hoe stugger de veer, hoe groter de kracht is die gemeten kan worden

Veer uitrekken

Uitrekking = aantal cm dat de veer 

langer wordt

Hoe groter de kracht, hoe verder                                                              de veer uitrekt

Uitrekking geeft aan hoe groot de 

kracht op de veer is, met een spiraalveer kun je dus de grootte van de kracht meten

Er is een verband tussen:

-de kracht op een veer 

en

-de uitrekking van de veer 

te kunnen bepalen.

Dit druk je uit in de veerconstante 'C'.

De formule hiervan is : Fv = C • u

Hierin is:

-C de veerconstante in N/m

-F de kracht op / van de veer in N

-u de uitrekking van de veer in m

Krachten meten

• Krachten meet je door te kijken hoe ver een veer wordt uitgetrokken (of ingedrukt)
  
  
• Ieder veer rekt anders uit maar ............ voor ieder veer geldt:
• Twee keer zo ver uitrekken betekent ook een twee keer zo grote kracht
  
  
  

Resultante kracht 

Een kracht tekenen 

krachten tekenen

Normaalkracht

De normaalkracht is de kracht van de ondergrond op het voorwerp.

Bij evenwicht is de zwaartekracht gelijk aan de normaalkracht. 

F​Z​​=F​N​​

Normaalkracht (Fn) 

De normaalkracht is een reactie op de zwaartekracht. Als er een (resulterende) kracht werkt op een voorwerp dan komt dat voorwerp in beweging als het stilstaat of verandert de snelheid van een voorwerp.

Onthouden:

• Normaalkracht staat altijd loodrecht op het ondersteunde vlak

Hoe verander je de snelheid?

Versnellen

De spierkracht van de fietser is groter dan de tegenwerkende krachten.

+

Constante snelheid

De spierkracht en de tegenwerkende krachten zijn even groot.

0

Vertragen

De wrijvingskracht is groter dan de spierkracht.

-

Remmen

De spierkracht is kleiner dan de tegenwerkende krachten, want de spierkracht is nu 0. Remmen is eigenlijk gewoon heel snel vertragen.

--

https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion-basics_en.html

Constante snelheid

• Als er geen netto kracht op een voorwerp is, dan is er geen verandering in snelheid.
  
• Toch moet je een kracht toepassen om met een constante snelheid te fietsen omdat er tegenwerkende krachten zijn.
  
• Bij een constante snelheid is de stuwkracht =aan de tegenwerkende kracht.
  

constante snelheid

Als er geen nettokracht op een voorwerp werkt, zal deze een constante snelheid hebben

constante snelheid

Bij een constante snelheid is de kracht naar achteren even groot als de kracht naar voren.

spierkracht = 150N

weerstandskracht =150N

150- 150 = 0N

Somkracht is  0N

Snelheid veranderen

Spierkracht groter dan wrijvingskracht 

Nettokracht naar voren

Snelheid van fietser wordt groter: versnelt 

De aandrijfkracht is de kracht die in de motor wordt gegenereerd. De kracht wordt gebruikt om de auto aan te drijven. 

Snelheid veranderen

Spierkracht = 0 N en grote wrijvingskracht

Hele grote vertraging

Uiteindelijk staat fietser stil 

De aandrijfkracht is de kracht die in de motor wordt gegenereerd. De kracht wordt gebruikt om de auto aan te drijven. 

Rersulterendekracht

• Eigenschappen van krachten en vectoren
• Construeer de resulternde kracht.
• Bereken met de schaal de resulterende kracht.

 Eerste wet van Newton

Traagheid en de tweede wet van Newton 

Kracht verandert beweging

Theorie - 2e wet van Newton

• tweede wet van newton:

Theorie - derde wet van Newton

• gaat over wisselwerking tussen krachten
• derde wet van newton: actie = - reactie
• F_AB = -F_BA 

Derde wet van Newton: gewicht en normaalkracht 

• De normaalkracht is de reactiekracht van de gewichtskracht
  
• De zwaartekracht en de normaalkracht werken op het blok en heffen elkaar op

Hefbomen

Hefbomen verkleinen de kracht die nodig is om iets uit te voeren

Hoe verder de kracht van het draaipunt, des te kleiner de kracht die je nodig hebt

Hefboomwet: kracht₁ x arm₁ = kracht₂ x arm₂

draaipunt

draaipunt

De momentenwet

Kracht1 x arm1 = kracht2 x arm2

Hijsen!

1. Zwaartekracht en Normaalkracht
2. Zwaartekracht, normaalkracht en spankracht
3. Zwaartekracht en spankracht

Katrollen

Vaste katrol:

de richting van de kracht verandert

De grootte van de kracht

verandert niet.

Wat is een katrol?

Een katrol is een schijf waar een kabel overheen loopt.

Vaste katrol -> Alleen de richting veranderen.

Losse katrol -> De kracht halveren

Wat is een takel?

Een takel is een vaste katrol en een losse katrol samen.

Het gewicht hangt bij de losse katrol.

Je hebt maar de helft van de kracht nodig.

Takel

Combinatie 

Vaste katrol en losse katrol

Voordelen van beide katrollen

Veranderen richting

Verdelen krachten

Takels en katrollen

Touwen tellen waar gewicht aan hangt tussen de katrollen.

Zoveel lichter wordt het

Video's

Krachten tekenen          Krachten optellen            Zwaartekracht

Massa, zwaartekracht gewicht      Veerconstante

Druk is de kracht per m²

druk =      kracht

              oppervlakte

p=​A​​F​​

Wat is druk?

druk is de hoeveelheid kracht per oppervlakte

Zelfde kracht?

Groter oppervlakte          lagere druk

Kleiner oppervlakte          grotere druk

Bij een kleiner oppervlak hoort een grotere druk. Bij een groter oppervlak een kleinere druk. (druk/ massa/ kracht wordt verdeeld)

Bij een grotere kracht hoort ook een grotere druk.

Rekenen met druk

• De formule van druk:
• F staat voor Force (in nederlands 'kracht') in Newton
• A staat voor Area (in nederlands 'oppervlak') in m² 
• p staat voor pressure (in nederlands 'druk') in N/m² 

Deze les

• 4.1 Luchtdruk
• Demo's 'Luchtdruk' 
• maken opdrachten

Luchtdruk en weer!

Luchtdruk bepaalt de hoeveelheid bewolking/neerslag. Niet de temperatuur!

Hoge druk:

Dalende lucht

--> koele lucht warmt op --> water verdampt--> onbewolkt

Lage druk:

Stijgende lucht --> warme lucht koelt af --> waterdamp condenseert --) bewolking/neerslag

Onderdruk en overdruk

Een manometer geeft niet 

de werkelijke druk aan maar 

de overdruk of onderdruk.

De echte druk noem je de 

absolute druk.

Overdruk                   absolute druk = luchtdruk + overdruk

Onderdruk                absolute druk = luchtdruk - onderdruk

Werking barometer

• in de barometer zit een dun doosje die makkelijk ingedrukt kan worden door de luchtdruk
• in het metalen doosje (wit op plaatje) is een erg lage luchtdruk

• hoe verder ingedrukt, hoe hoger de luchtdruk in de buitenlucht
  

luchtdruk VS. kookpunt

De hoogte van het kookpunt is afhankelijk van de luchtdruk. 

Hoe hoger de luchtdruk, des te hoger het kookpunt. 

Dat komt doordat er zich minder gemakkelijk dampbellen vormen als de druk op de vloeistof groter is.

Kookpunt vacumeermachine

Weet jij hoe het komt dat gevacumeerde producten sneller koken? Ja, dat komt door de luchtdruk.
Hoe werkt dat dan precies?

De vacumeermachine zorgt ervoor dat de luchtdruk in het vacuüm verpakte product heel laag is. Door de lage luchtdruk wordt het kookpunt lager. Dit betekent dat een product al bij een lagere temperatuur gaart.

Koken onder hoge druk

• Hoogte kookpunt afhankelijk van luchtdruk. 

• Hoe hoger de luchtdruk =>      hoe hoger het kookpunt. 

• vormen minder gemakkelijk dampbellen als de druk groter is.