6. Hefbomen deel 1 SCHN

6. Hefbomen deel 1

1 / 47

Slide 1: Tekstslide

NatuurkundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 3

In deze les zitten 47 slides, met interactieve quizzen en tekstslides.

Lesduur is: 50 min

Onderdelen in deze les

6. Hefbomen deel 1

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Tekstslide

Conclusie:

Grote afstand, kleine kracht = Kleine afstand, Grote kracht

(arm)

Slide 3 - Tekstslide

Introductie

Slide 4 - Tekstslide

Hefboom

Slide 5 - Tekstslide

Hefboom

Slide 6 - Tekstslide

Hefboom

Slide 7 - Tekstslide

Andere voorbeelden

Slide 8 - Tekstslide

Moment

Slide 9 - Tekstslide

Voorbeeld 1

Slide 10 - Tekstslide

Voorbeeld 1, 2 en 3

Slide 11 - Tekstslide

Uitwerking voorbeeld 1, 2 en 3

Slide 12 - Tekstslide

Voorbeeld 4, 5 en 6

Slide 13 - Tekstslide

Uitwerking voorbeeld 4, 5 en 6

Slide 14 - Tekstslide

Voorbeeld 2

Slide 15 - Tekstslide

Opdracht 7, 8 en 9

Slide 16 - Tekstslide

Uitwerking opdracht 7, 8 en 9

Slide 17 - Tekstslide

Simulatie momenten (balance lab)

Balance Lab

Slide 18 - Tekstslide

Evenwicht

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

De wip is in evenwicht. Wat is de massa van het cadeau?

Slide 21 - Tekstslide

Reken uit: Is er evenwicht? (klik op de getallen)

Slide 22 - Tekstslide

Opdracht 13

Is de wip in evenwicht?

Slide 23 - Tekstslide

Uitwerking opdracht 13

Slide 24 - Tekstslide

Opdracht 14

Is de wip in evenwicht?

Slide 25 - Tekstslide

Uitwerking opdracht 14

Slide 26 - Tekstslide

Game

Game, probeer het eens!

Slide 27 - Tekstslide

Samenvatting

Moment is hoe 'graag' iets wil draaien.

Slide 28 - Tekstslide

Formuleblad (tot nu toe)

F^{​ 1 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 2 ​ ​} \cdot r ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 1 ​ ​} ​}

Omschrijven

F^{​ 2 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 1 ​ ​} \cdot r ^{​ 1 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​}

r^{​ 1 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 2 ​ ​} \cdot r ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ F ^{​ 1 ​ ​} ​}

r^{​ 2 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 1 ​ ​} \cdot r ^{​ 1 ​ ​} ​ ​}{​ ( F ) ^{​ 2 ​ ​} ​}

Slide 29 - Tekstslide

Verwerkingsopgaven 6. Hefbomen deel 1
Gebruik g = 9,81 N/kg tenzij anders vermeld.

Gebruik het stappenplan!

Uitwerkingen

0. Fz = ? N

1. Fz = m g

2. g = 9,81 N/kg, m = 200 g = 0,2 kg

3. Fz = 0,2 x 9,81 = 19,62

4. Fz = 19,6 N

Slide 30 - Tekstslide

Verwerkingsvragen

Dit is Huiswerk

In SOM vind je wanneer je dit precies moet af hebben

De groene vragen zijn optioneel

Slide 31 - Tekstslide

korte arm

lange arm

grote kracht

kleine kracht

draai punt

Slide 32 - Sleepvraag

Wat is de formule voor het berekenen van het moment?

Moment = kracht - arm

Moment = kracht × arm

Moment = kracht ÷ arm

Moment = kracht + arm

Slide 33 - Quizvraag

De Cancrusher maakt gebruik van een hefboom. Door het handvat van deze hefboom naar beneden te bewegen wordt het blikje in elkaar geperst.
Wat is het draaipunt van deze hefboom?

Punt A

Punt B

Punt C

Slide 34 - Quizvraag

Is de hefboom in evenwicht?

F^{​ 1 ​ ​} \times l^{​ 1 ​ ​} = F^{​ 2 ​ ​} \times l^{​ 2 ​ ​}

F^{​ 1 ​ ​} \times l^{​ 1 ​ ​} = F^{​ 2 ​ ​} \times l^{​ 2 ​ ​}

F^{​ 1 ​ ​} \times r^{​ 1 ​ ​} = F^{​ 2 ​ ​} \times r^{​ 2 ​ ​}

De hefboom is in evenwicht.

De hefboom is niet in evenwicht.

Slide 35 - Quizvraag

Een 2,0 kg zware steen hangt
aan een 4,0 meter lange homogene hefboom. De hefboom is in evenwicht. Hoe
zwaar is de hefboom?

0,5 kg

1,0 kg

2,0 kg

4,0 kg

Slide 36 - Quizvraag

Opgave 6.1
In de speeltuin zitten Lincy en Donna op de wip. Lincy weegt 36 kg en zit 3,1 m van het draaipunt.
De wip is in evenwicht.
a. Bereken waar Donna met haar 42 kg zit. (geef je berekening met formules)
Vince en Barry zitten op de wip. Vince zit op 2,4 m van het draaipunt en Barry op 2,8 m.
De wip is weer in evenwicht.
b. Bereken hoeveel kg Vince weegt, als de massa van Barry 38 kg is. (geef je berekening met formules)

antwoord:

a. 2,7 m.

b. 44,3 kg

Geef zelf je berekening

Slide 37 - Open vraag

Opgave 6.2
Hiernaast wordt een spijker met een klauwhamer uit een plank getrokken.
De spierkracht op de hamer is 50 N.
Het draaipunt van de hamer ligt bij D.
Bereken de kracht die de spijker op de hamer uitoefent.

antwoord:

400 N

Geef zelf je berekening

Slide 38 - Open vraag

antwoord:

400 N

Geef zelf je berekening

Slide 39 - Open vraag

Opgave 6.3
Koen experimenteert met een hefboom met draaipunt P.
Hij gebruikt daarbij een doos met gewichtjes van 50 g.
In de situatie hieronder is er duidelijk nog geen evenwicht.

Bereken hoeveel gewichtjes Koen bij het vraagteken moet
ophangen om de hefboom wel in evenwicht te krijgen.

antwoord:

4 gewichtjes

Geef zelf je berekening

Slide 40 - Open vraag

Opgave 6.4

Barry wil met een van de tangen hieronder een stuk ijzerdraad doorknippen.
De belangrijkste afstanden zijn in cm aangegeven. (klik om te zoomen)
De maximale kracht F die hij op de handvatten kan uitoefenen is 300 N.
Bereken hoeveel kracht elke tang maximaal op beide kanten van de draad kan uitoefenen.

antwoord:

a. 1800 N

b. 1500 N

c. 900 N

Geef zelf je berekening

Slide 41 - Open vraag

Opgave 6.5
Hieronder probeert Dennis een kast op te tillen.
Als hij er een stok onder steekt, heeft hij een kracht van 160 N
nodig om hem aan een kant op te tillen.

Bereken de kracht die de kast dan op de stok uitoefent.

antwoord:

800 N

Geef zelf je berekening

Slide 42 - Open vraag

Antwoorden

Opgave 1

In de gegevens die we uit de opgave kunnen halen, zetten we de gegevens van Lincy neer met L en de gegevens van Donna met een D:

m_L= 36 kg, r_L = 3,1 m, m_D = 42 kg, g = 9,81 N/kg

a. Ze zitten op een wip en dat is een hefboom aan twee kanten van een draaipunt, zie afbeelding hieronder.

Aan die twee kanten is dus een (zwaarte)kracht aanwezig van Donna en Lincy.

Om een evenwicht te hebben met het moment van Lincy gelijk zijn aan het moment van Donna:

En hieruit volgt de arm van Donna tot het draaipunt:

b. r_V = 2,4 m, r_B = 2,8 m, m_B = 38 kg, g = 9,81 N/kg

F^{​ z, L ​ ​} = m^{​ L ​ ​} \cdot g = 36 \cdot 9, 81 = 353, 16 N

F^{​ z, D ​ ​} = m^{​ D ​ ​} \cdot g = 42 \cdot 9, 81 = 412, 02 N

M^{​ L ​ ​} = M^{​ D ​ ​}

F^{​ z, L ​ ​} \cdot r^{​ L ​ ​} = F^{​ z, D ​ ​} \cdot r^{​ D ​ ​}

353, 16 \cdot 3, 1 = 412, 02 \cdot r^{​ D ​ ​}

\to r^{​ D ​ ​} = \frac{​ 3 5 3 , 1 6 \cdot 3 , 1 ​ ​}{​ 4 1 2 , 0 2 ​} = 2, 7 m

F^{​ z, B ​ ​} = m^{​ B ​ ​} \cdot g = 38 \cdot 9, 81 = 372, 78 N

M^{​ B ​ ​} = M^{​ V ​ ​}

F^{​ z, B ​ ​} \cdot r^{​ B ​ ​} = F^{​ z, V ​ ​} \cdot r^{​ V ​ ​}

372, 78 \cdot 2, 8 = F^{​ z, V ​ ​} \cdot 2, 4

\to F^{​ z, V ​ ​} = \frac{​ 3 7 2 , 7 8 \cdot 2 , 8 ​ ​}{​ 2 , 4 ​} = 434, 91 N

\to m^{​ V ​ ​} = \frac{​ F ^{​ z, V ​ ​} ​ ​}{​ g ​} = \frac{​ 4 3 4 , 9 1 ​ ​}{​ 9 , 8 1 ​} = 44, 3 k g

Slide 43 - Tekstslide

Antwoorden

Opgave 2

F2 = 50 N (Fspier)

r2 = 48 cm (afstand F2 en draaipunt D)

F1 = ?? N

r1 = 6 cm (afstand F1 en draaipunt D)

Opgave 3

rechts: 4 gewichtjes x 5 cm = 20

links: 2 gewichtjes x 4 cm + ?? gewichtjes x 3

aan beide kanten moet je dan 20 hebben.

Je komt dan uit op 4 gewichtjes

F^{​ 1 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 2 ​ ​} \cdot r ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 1 ​ ​} ​} = \frac{​ 5 0 \cdot 4 8 ​ ​}{​ 6 ​} = 400 N

Slide 44 - Tekstslide

Antwoorden

Opgave 4

Tang 1 (combinatietang)

Tang 2 (draadtang)

Tang 3 (nijptang)

Opgave 5

F1 = 160 N (Kracht duwen naar benenden)

r1 = 150 cm

(Het draaipunt zit op de grond aan het einde van de stok, de afstand is dus 150 cm)

F2 = ?? N

r2 = 30 cm (afstand F2 en draaipunt D)

F^{​ 1 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 2 ​ ​} \cdot r ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 1 ​ ​} ​} = \frac{​ 3 0 0 \cdot 9 ​ ​}{​ 1 , 5 ​} = 1800 N

F^{​ 1 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 2 ​ ​} \cdot r ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 1 ​ ​} ​} = \frac{​ 3 0 0 \cdot 1 5 ​ ​}{​ 3 ​} = 1500 N

F^{​ 1 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 2 ​ ​} \cdot r ^{​ 2 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 1 ​ ​} ​} = \frac{​ 3 0 0 \cdot 1 2 ​ ​}{​ 4 ​} = 900 N

F^{​ 2 ​ ​} = \frac{​ F ^{​ 1 ​ ​} \cdot r ^{​ 1 ​ ​} ​ ​}{​ r ^{​ 2 ​ ​} ​} = \frac{​ 1 6 0 \cdot 1 5 0 ​ ​}{​ 3 0 ​} = 800 N

Slide 45 - Tekstslide

In de figuur hiernaast zie je een andere brug. Om de brug op te tillen is (rechts) een kracht van 48 kN nodig.

Bereken de massa van het contra'gewicht' links.

Maak je berekeningen op een blaadje / in je schrift en lever deze op de volgende slide in. Daar vind je ook tips.

Slide 46 - Tekstslide

Bereken eerst het moment rechts. M = F r.
Reken de kracht eerst om naar 'gewone' N.

Het moment links moet even groot zijn. Je kunt nu de KRACHT links berekenen met M = F r (dus F = ....)

De kracht links wordt geleverd door de zwaartekracht op het 'contragewicht'. Met de formule Fz = m g kan je de massa nu uitrekenen.

Fz = m g dus m = .... (voor g mag je 10 of 9,81 gebruiken).

Slide 47 - Open vraag

6. Hefbomen deel 1 SCHN

Onderdelen in deze les

Slide 1 - Tekstslide

Slide 2 - Tekstslide

Slide 3 - Tekstslide

Slide 4 - Tekstslide

Slide 5 - Tekstslide

Slide 6 - Tekstslide

Slide 7 - Tekstslide

Slide 8 - Tekstslide

Slide 9 - Tekstslide

Slide 10 - Tekstslide

Slide 11 - Tekstslide

Slide 12 - Tekstslide

Slide 13 - Tekstslide

Slide 14 - Tekstslide

Slide 15 - Tekstslide

Slide 16 - Tekstslide

Slide 17 - Tekstslide

Slide 18 - Tekstslide

Slide 19 - Tekstslide

Slide 20 - Tekstslide

Slide 21 - Tekstslide

Slide 22 - Tekstslide

Slide 23 - Tekstslide

Slide 24 - Tekstslide

Slide 25 - Tekstslide

Slide 26 - Tekstslide

Slide 27 - Tekstslide

Slide 28 - Tekstslide

Slide 29 - Tekstslide

Slide 30 - Tekstslide

Slide 31 - Tekstslide

Slide 32 - Sleepvraag

Slide 33 - Quizvraag

Slide 34 - Quizvraag

Slide 35 - Quizvraag

Slide 36 - Quizvraag

Slide 37 - Open vraag

Slide 38 - Open vraag

Slide 39 - Open vraag

Slide 40 - Open vraag

Slide 41 - Open vraag

Slide 42 - Open vraag

Slide 43 - Tekstslide

Slide 44 - Tekstslide

Slide 45 - Tekstslide

Slide 46 - Tekstslide

Slide 47 - Open vraag

Meer lessen zoals deze

Overal 3H 1.1

Momentenwet 2

H-2 Par. 3 Hefbomen deel -1

H-2 Par. 3 Hefbomen deel 1

Les 3 Krachten

Sensor 2KMH 6.2 Krachten vergroten

H10 - §10.4 Rekenen aan hefbomen

1.5 Hefboom