10.3 Katrollen en Takels

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo k
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 1: Nask

Welkom Welkom-Kader-4

Benodigheden

- laptop

- Binas

- Rekenmachine 

Welkom Kader 4!

Ga zitten en start met:

Lees 10.3 Katrollen en Takels 

Klaar? 

Ga verder met de opdrachten van 10.3

START IN: 

Tassen op de grond

Jas over je stoel

Telefoons in de zakkie

Schoolspullen op tafel: Boek, Chromebook, JdW-map, etui 

              Startklaar

• Op je plek zitten 
• Telefoon is thuis of in de kluis 
  
• Jas over de stoel, oortjes in de tas, tas op de grond
• Schoolspullen op tafel: Boek, Chromebook, JdW-map, etui 

1. Startklaar

Bij de start van iedere les verwelkomt de docent de leerlingen bij de ingang van de deur, noemt leerlingen bij naam, maakt oogcontact en besteedt aandacht aan hun welbevinden. De docent geeft het goede voorbeeld en spreekt hoge verwachtingen uit voor het verloop van de les door succescriteria op gewenst gedrag, schooltaal en effectief leren te benoemen. De leerlingen zijn startklaar: ingelogd in LessonUp, telefoons opgeborgen in het Zakkie, en JdW-map op tafel.

We gaan starten! 

                                                               Wachttijd:

1. Huiswerk controle
   
2. Terugblik
   
3. Leerdoelen
   
4. Instructie (uitleg)
   
5. Zelfstandig werken
6. Afsluiting
7. Huiswerk volgende les

Tekst

Opgaven bespreken

Huiswerk voor vandaag:

1.  Opdracht ...... op de eindexamensite

Dank voor jullie aandacht!

Welke vraag/vragen 

vonden jullie lastig?

2. Voorkennis activeren

De docent activeert relevante voorkennis aan de hand van een terugblik-opdracht, waarbij eventueel een beroep op de thuistalen wordt gedaan. Op deze manier biedt de docent een kapstok om nieuwe stof te verbinden aan de eerder geleerde stof en richting te geven aan het verdere verloop van de les. Tegelijkertijd worden hiermee misconcepties van leerlingen zichtbaar gemaakt, waar de docent vervolgens gericht op in kan spelen. 

10.2 Hefbomen

10.2 Hefbomen

Leerdoelen behaald?

• Je kunt het draaipunt en de armen van een hefboom herkennen. T1
• Je kunt bij werktuigen beschrijven hoe je met een kleine kracht een grote kracht uitoefent. T2
• Je kunt bepalen hoeveel keer een werktuig de kracht vergroot die erop werkt. T1
• Je kunt verschillende soorten hefbomen herkennen. T2

hefboom

draaipunt

arm

werkkracht

last

werkarm

lastarm

enkele hefboom

dubbele hefboom

10.2 Hefbomen

Deze schaar,

1. gebruik ik altijd voor metaal zoals ijzer
2. gebruik ik altijd voor papier zoals behang
3. gebruik ik altijd voor in de tuin zoals takken
4. gebruik ik altijd voor karton zoals dozen

Deze schaar,

1. gebruik ik altijd voor metaal zoals ijzer
2. gebruik ik altijd voor papier zoals behang
3. gebruik ik altijd voor in de tuin zoals takken
4. gebruik ik altijd voor noten zoals hazelnoot

Ook Maria doet aan fitness.
Je ziet afbeeldingen van twee manieren
waarop Maria zich kan opdrukken.
Met S is het draaipunt bij het opdrukken aangegeven.

Welke manier kost Maria de minste kracht?

1. manier 1
2. manier 2
3. beide manieren kosten evenveel kracht

Sleep de onderdelen van een krachtenpijl naar de juiste plaats.

aangrijpingspunt

richting

grootte van kracht

NASK-TOOLBOX

Gegevens opschrijven

Formule opschrijven

Antwoord opschrijven en eenheid

Berekening opschrijven

Welke formule gebruik je om de zwaartekracht te berekenen?

1. Fz = m x g
2. Fz = m : g
3. Fz = g : m
4. Fz = g x m

Vragen

Leerdoelen

• Je kunt het verschil tussen vaste en losse katrollen beschrijven. R
• Je kunt het verschil tussen een takel en een katrol uitleggen. T1
  
• Je kunt uitleggen hoe je de kracht met een takel kunt verminderen. T2
  
• Je kunt berekenen hoeveel de hijs-kracht door een takel wordt vergroot. T2
  
• Je kunt berekenen hoeveel de hijsafstand door een takel wordt verminderd. T1

10.3 Katrollen en takels

• hijsafstand
• hijskracht
• katrol
• losse katrol
• takel
• vaste katrol

10.3 Katrollen en Takels

In deze situatie is de katrol een vaste katrol (afb2). De doos heeft een massa van 20 kg. Er trekt dus een kracht van 200 N aan het touw.

(afb 1)

Een katrol bestaat uit een platte schijf met een groef waar een touw of een kabel in ligt.

De schijf draait om een as (afbeelding 1).

10.3 Katrollen en Takels

Om de verhuisdoos omhoog te hijsen, moet je met een kracht van 200 N aan het touw trekken.

In het begin is de hijskracht zelfs nog iets groter dan 200 N; anders komt de doos niet in beweging.

Daarna is een hijskracht van 200 N genoeg om de doos verder te laten bewegen.

Een vaste katrol zorgt er niet voor dat je minder hard aan het touw hoeft te trekken.

Hij verandert alleen de richting van de kracht.

In deze situatie is de katrol een vaste katrol (afb2). De doos heeft een massa van 20 kg. Er trekt dus een kracht van 200 N aan het touw.

10.3 Katrollen en Takels

Sommige voorwerpen zijn zo zwaar.  

In die situaties heb je een takel nodig.

In afb is een takel getekend met één vaste en één losse katrol. 

Een losse katrol beweegt op en neer, samen met het voorwerp dat wordt verplaatst.

Elk stuk touw levert een kracht van 300 N: het stuk touw links doordat jij eraan trekt, het stuk touw rechts doordat het touw aan het plafond is vastgemaakt. 

10.3 Katrollen en Takels

De takel in de afbeelding maakt vergeleken met een vaste katrol de hijskracht op het voorwerp twee keer zo groot. 

Je hoeft maar met 300 N aan het touw te trekken om een voorwerp van 600 N omhoog te hijsen. 

Dat is de winst van de takel.

10.3 Katrollen en Takels

Behalve winst is er ook verlies. 

In de afbeelding kun je zien waaraan dat ligt. 

De twee stukken touw waaraan de kist hangt, moeten allebei korter worden gemaakt. 

Daardoor gaat de kist maar één meter omhoog als je het touw twee meter naar beneden trekt. 

Dat is het verlies van de takel.

10.3 Katrollen en Takels

Veel takels hebben meer dan twee katrollen.

Hoe groter het aantal katrollen, 

des te groter wordt de hijskracht 

en des te kleiner de hijsafstand.

De hijsafstand is de afstand die het voorwerp omhoog beweegt.

Voor elke takel geldt:

Als het voorwerp aan n stukken touw hangt,

wordt de hijskracht n keer zo groot en de hijsafstand n keer zo klein.

De takel in afb. hiernaast heeft zes katrollen: drie vaste en drie losse.

Alfons heeft een last van 75 kg en wil deze met een takel 8,0 m omhoog hijsen.

Bereken met hoeveel kracht Alfons aan het touw moet trekken (Fs) enhoeveel meter touw hij moet inhalen.

Het voorwerp hangt aan zes stukken touw, dus n = 6.

gegevens

m = 75 kg

h = 8,0 m

gevraagd

Fs = ? N

• Fz = m · g = 75 × 10 = 750 N
• De benodigde spierkracht is Fs =Fz/N= 750/6= 125 N.

• Het aantal meters touw is h · n = 8,0 × 6 = 48 m.

10.3 Katrollen en Takels

10.3 Katrollen en Takels

Begrippen

hijsafstand

Afstand die een voorwerp omhoog beweegt als het voorwerp wordt opgehesen.

hijskracht

Kracht die een touw op een voorwerp uitoefent als het voorwerp wordt opgehesen.

katrol

Platte schijf met een groef waar een touw of een kabel in ligt. De schijf draait om een as.

losse katrol

Katrol die op en neer beweegt, samen met het voorwerp dat wordt verplaatst.

takel

Werktuig dat bestaat uit minimaal een vaste en een losse katrol.

vaste katrol

Katrol die vastzit aan plafond, muur of vloer en daardoor niet op en neer kan bewegen

Vragen?

Maak:

van paragraaf 10.3 opdracht 1 t/m 10 

rood = Iedereen is stil

oranje = Iedereen is stil, docent beantwoord wel vragen

groen = Je mag zachtjes overleggen met je buurman/buurvrouw

Leerdoelen

• Je kunt het verschil tussen vaste en losse katrollen beschrijven. R
• Je kunt het verschil tussen een takel en een katrol uitleggen. T1
  
• Je kunt uitleggen hoe je de kracht met een takel kunt verminderen. T2
  
• Je kunt berekenen hoeveel de hijs-kracht door een takel wordt vergroot. T2
  
• Je kunt berekenen hoeveel de hijsafstand door een takel wordt verminderd. T1

• hijsafstand
• hijskracht
• katrol
• losse katrol
• takel
• vaste katrol

10.3 Katrollen en takels

Wat is de werking van een vaste katrol?

1. De richting veranderen van de kracht
2. het halveren van de kracht
3. het verdubbelen van de kracht
4. er gebeurt niets

Uit hoeveel losse katrollen bestaat deze takel?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Als de losse katrol 1 m omhoog gaat, wat is de lengte van het binnengehaald touw?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Je ziet een afbeelding van het apparaat dat John gebruikt.
Als John aan de kabel trekt, gaan de gewichten omhoog.
Over het apparaat staan twee zinnen.
Maak elke zin compleet.

Het apparaat heeft              vaste katrol(len) en

                  losse katrol(len).

Als John 50 cm kabel binnenhaalt, gaan de

gewichten               cm omhoog.

1

2

25

4

100

NASK-TOOLBOX

Gegevens opschrijven

Formule opschrijven

Antwoord opschrijven en eenheid

Berekening opschrijven

Vragen?

Schrijf 3 dingen op die
je deze les hebt geleerd

Stel 1 vraag over iets dat je
deze les nog niet zo goed hebt begrepen

Volgende les:

Huiswerk:

1. Maak de opdrachten op de eindexamensite

Dank voor jullie aandacht!