HV3 P4.2 Takels en andere werktuigen I

P4.2 Takels en andere werktuigen
hv 3- natuurkunde overal
1 / 23
next
Slide 1: Slide
NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 3

This lesson contains 23 slides, with interactive quizzes and text slides.

time-iconLesson duration is: 45 min

Items in this lesson

P4.2 Takels en andere werktuigen
hv 3- natuurkunde overal

Slide 1 - Slide

Aan het eind van deze paragraaf kun je:
  1. benoemen hoe je met katrollen, takels en tandwieloverbrengingen je spierkracht kunt overbrengen naar een grotere werkkracht  
  2. berekeningen maken met katrollen
  3. de betekenis uitleggen van de uitspraak: 'wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand'.

Slide 2 - Slide

Piano verhuizen (1000 N)
We gaan (zoals wekelijks) een piano verhuizen. De piano weegt ongeveer 
100 kg. De zwaartekracht ronden we voor het gemak af op 1000 N. 

De werkkracht is de kracht die geleverd moet worden om de piano op te tillen. Deze kracht is in deze situatie gelijk aan 
de zwaartekracht: Fz = Fwerk = 1000 N

Slide 3 - Slide

1. Wat is de spierkracht die je moet leveren als je de piano in je eentje moet tillen?

Slide 4 - Open question

2. Wat is de spierkracht die je moet leveren als je de piano met zijn tweeën tilt?

Slide 5 - Open question

Piano verhuizen (1000 N)
Door met zijn tweeen te tillen
verdeel je de werkkracht in
tweeen:

1000 / 2 = 500 N

Slide 6 - Slide

Katrol
Een katrol is een draaischijf waar touwen met weinig wrijving overheen kunnen lopen. 

Er bestaan vaste en  losse katrollen. 

Slide 7 - Slide

Verhuizen piano (1000N) met vaste katrol
een vaste katrol zit vast. Dat betekend dat hij stil hangt en niet beweegt als je aan het touw trekt. 

De werkkracht die geleverd moet worden om de piano op te tillen, wordt door het touw verplaatst (spankracht) naar je arm (spierkracht). 

Fspier = Fwerk = 1000 N

Slide 8 - Slide

Verhuizen piano (1000N) met vaste katrol
De werkkracht die geleverd moet worden om de piano op te tillen, is omhoog gericht

De spierkracht die geleverd moet worden om de piano op te tillen, is omlaag gericht

Functie vaste katrol:
Het omkeren van de kracht

Slide 9 - Slide

Stel je hijst de piano 1 m omhoog. Hoeveel touw moet je dan 'binnen halen'?

Slide 10 - Open question

Verhuizen piano (1000N) met losse katrol
een losse katrol zit aan de last. Dat betekent dat hij met de piano mee beweegt als je aan het touw trekt. 

De piano wordt nu door 2 touwen getild (denk aan de piano met 2 personen tillen).

De helft van de kracht wordt nu gedragen door het plafond, jij zelf hoeft dus nog maar de andere helft te leveren. 
Fspier = Fwerk /2= 1000/2 = 500 N

Slide 11 - Slide

Stel je hijst de piano 1 m omhoog. Hoeveel touw moet je dan 'binnen halen'?

Slide 12 - Open question

Verhuizen piano (1000N) met losse katrol
Een losse katrol heeft als voordeel dat je minder spierkracht (2x zo klein) nodig hebt om de piano op te hijsen. 

Een losse katrol heeft als nadeel dat je meer touw binnen moeten halen (2x zo veel) om de piano op te hijsen. 

Daarbij zou ik niet graag bovenop het dak staan terwijl ik aan een piano hijs....... 
Maar daar is een oplossing voor!

Slide 13 - Slide

Een piano (1000 N) verhuizen met een takel
Een takel is een combinatie van losse en vaste katrollen. 

De linker takel bestaat uit 1 losse en 1 vaste katrol. De losse katrol halveert de kracht, de vaste katrol keert de kracht om. 

Oftewel, de spierkracht die je moet leveren is:
Fspier = Fwerk / 2 = 1000 /2 = 500 N

Slide 14 - Slide

Een piano (1000 N) verhuizen met een takel
De rechter takel bestaat uit 2 losse en 2 vaste katrollen. De losse katrollen zorgen 2x voor een halvering van de kracht, oftewel: de kracht wordt 4x zo klein. 

Je kunt ook kijken aan hoeveel touwen de piano hangt, dit zijn er 4. 

Fspier = Fwerk / 4 = 1000/ 4 = 250 N

Slide 15 - Slide

Bij de rechter katrol werd de kracht 4x zo klein. Wat betekent dat voor de hoeveelheid touw als je de piano 1 m omhoog wil hijsen?

Slide 16 - Open question

Een piano (1000 N) verhuizen met een takel
Het gevolg van het 4x verkleinen van de kracht is dat je 4x zoveel touw moet binnenhalen:

'wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand'


Slide 17 - Slide

Samengevat
Functie
Fspier =
hoeveelheid touw binnenhalen = 
Vaste katrol
omkeren kracht
Fwerk
opgetilde afstand
Losse katrol
kracht halveren
Fwerk / 2
opgetilde afstand x 2
Takel
kracht verkleinen
Fwerk / (aantal touwen waar de piano aan hangt)
opgetilde afstand x (aantal touwen waar de piano aan hangt)

Slide 18 - Slide

Bootje op de kant trekken
Mireille heeft een bootje. Om het bootje op de kant te trekken gebruikt ze een paal en een katrol. 

Leg op de volgende slide uit op welke manier Mireille de kleinste kracht nodig heeft. 

Gebruik de begrippen:
vaste katrol, losse katrol,  werkkracht en spierkracht


Slide 19 - Slide

Op welke manier is de minste kracht nodig om het bootje op de kant te trekken?

Slide 20 - Open question

Kun je nu:
  1. berekeningen maken met katrollen
  2. de betekenis uitleggen van de uitspraak: 'wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand'.

Slide 21 - Slide

Heb je nog een vraag? Stel hem hier

Slide 22 - Open question

Om mijn lesgeven op afstand skills te verbeteren: wat vond je fijn en wat vond je niet fijn aan deze les?

Slide 23 - Open question