3.2 Krachten meten

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo g, t, mavo
• Leerjaar 3

3.2 Krachten meten

Leerdoelen

3.2.1 Je kunt het verband beschrijven tussen de uitrekking en de kracht op een veer.

3.2.2 Je kunt uitleggen hoe je krachten kunt meten met een krachtmeter (veerunster).

3.2.3 Je kunt de zwaartekracht op een voorwerp berekenen als de massa is gegeven.

3.2.4 Je kunt een kracht tekenen op een gegeven of een zelfgekozen krachtenschaal.

3.2.5 Je kunt uitleggen dat g op elke planeet of maan weer een andere waarde heeft. (extra stof)

Spiraalveer

Als je aan een spiraalveer trekt rekt deze uit. 

Hoe groter de kracht hoe verder de veer uittrekt.

Als je elke keer een gewichtje aan de veer zou hangen rekt deze steeds verder uit.

Je meet elke keer de uitrekking vanaf de nulstand.

Er zit een logisch verband tussen de uitrekking en de hoeveelheid gewichtjes.

Rechtevenredig verband

Kracht x2 -> Uitrekking x2

De uitrekking geeft dus aan hoe groot de kracht op de veer is. Dat betekent dat je met een spiraalveer de grootte van de kracht kunt meten.

Oefenopdracht

Een veer heeft een beginlengte van 40 centimeter

Als er een kracht van 25 Newton op de veer gezet wordt is de lengte 45 centimeter.

Wat wordt de lengte van de veer als er met een kracht van 50 Newton aan de veer getrokken wordt?

Oefenopdracht

Bij een kracht van 25 Newton 

is de uitrekking van de veer is 5 centimeter

Als de kracht 2x zo groot wordt, 

    wordt de uitrekking ook 2x zo groot

    (dus 10 centimeter)

De totale lengte van de veer is dan 50 centimeter

Oefenopdracht 

Bepaal de massa van de steen.

Oefenopdracht 

De zwaartekracht op een massa van 50 gram veroorzaakt een uitrekking van 5 cm.

De steen veroorzaakt een uitrekking van 20 cm.

De massa van de steen is dus 200 gram     (4x zo groot)

Krachtmeter

je kan krachten meten met een krachtmeter.

In een krachtmeter zit een veer die de kracht meet dit noem je een veerunster.

Sommige krachtmeters hebben een slappe veer die gemakkelijk uitrekt. 

Er zijn ook krachtmeters met een stugge veer. Die gebruik je als je grotere krachten moet meten.

Verschillende krachtmeters

Hoeveel Newton geven de meters aan?

a=0,67 N       b= 3,8 N          c= 6,9 N

Zwaartekracht

Bij alles wat je optilt voel je een kracht. 

Dit is zwaartekracht.

Hoe kleiner het gewicht hoe minder zwaartekracht

Zwaartekracht  F_z

Je kunt de zwaartekracht op een voorwerp berekenen met de formule:

Zwaartekracht = massa van het voorwerp x sterkte van de zwaartekracht

of in symbolen:

F​z​​=m⋅g

In deze formule is:

• F_z   de zwaartekracht op een voorwerp
  
• m    de massa van het voorwerp in kilogram (kg)
  
• g     de sterkte van de zwaartekracht in newton per kilogram (N/kg)
  

Het symbool g komt van gravitatie = zwaartekracht. Op aarde heeft g de waarde 10 N/kg, waar je ook bent.

F​z​​=m⋅g

Voorbeeld 1

Hoe groot is de zwaartekracht op een mens van 60 kg?

• Gegeven: m = 60 kg (en g altijd 10 N/kg op aarde)
  
• Gevraagd: F_z = ?
  

• Uitwerking: F_z = m * g = 60 x 10 = 600 N

Voorbeeld 2

Zes appels hebben samen een massa van 800 gram.

Bereken de zwaartekracht op de appels.

• Gegeven: m = 800 g = 0,8 kg (en g altijd 10 N/kg op aarde)
  
• Gevraagd: F_z = ?
  

• Uitwerking: F_z = m * g = 0,8 x 10 = 8 N

Zwaartekracht op andere planeten

Hemellichaam	waarde van g
Aarde	10 N/kg
Maan	1,6 N/kg
Mars	3,7 N/kg
Mercurius	3,7 N/kg
Venus	8,9 N/kg

Op Mercurius is g = 3,7 N/kg. Hoe groot is de zwaartekracht op een persoon van 100 kg op Mercurius?

1. 3,7 N
2. 1000 N
3. 100 N
4. 370 N

Lezen: 3.2 Krachten meten

Kun je krachten zien?

1. Ja altijd
2. nee nooit
3. Soms

Hoe teken je een kracht

1. met een potlood
2. als een pijl
3. met een lineaal
4. met kleurtjes

Als je aan de veer een blokje hangt rekt de veer uit. De lengte die erbij komt heet:

1. de veerlengte
2. de uitrekking
3. spiraalveer
4. Fz

Een veer is 8 cm lang. Bij 1 blokje aan de veer wordt het 9,5 cm. Hoe lang is het bij 5 blokjes?

1. 13 cm
2. 15,5 cm
3. 17,5 cm
4. 22,5 cm

Een stugge veer kan je

1. makkelijk uitrekken
2. moeilijk uitrekken

Wat wordt bedoeld met massa?

1. de hoeveelheid in kilogram
2. de hoeveelheid deeg voor een brood
3. het aantal newton

De eenheid van kracht is

1. kilogram
2. Fz
3. Newton
4. m

Hoe groot is de kracht op een peer van 250 g?

1. 0,25 N
2. 2,5 N
3. 25 N
4. 250 N

De krachtenschaal is 1 cm ≙ 50 N
Hoe lang teken je een kracht van
225 N?

1. 11,25 cm
2. 0,02 cm
3. 4,5 cm
4. 275 N

Welke schaal kun je het best gebruiken voor een kracht van 4.500 N

1. 1 cm ≙ 1000 N
2. 1 cm ≙ 500 N
3. 1 cm ≙ 450 N
4. 1 cm ≙ 2250 N

Een veer heeft in ongespannen toestand een lengte van 12,0 cm. Hoe groot is de uitrekking als de nieuwe lengte 15,0 cm is?

1. kun. je niet weten
2. 3,0 cm
3. 12,0 cm
4. 15,0 cm

Krachtenschaal

De kracht wordt met een pijl getekend. 

een andere naam voor pijl is vector.

Als je een vector moet tekenen moet dit vaak met een schaal

Krachtenschaal

≙

Komt overeen met

Maken: 3.2 Krachten meten