Planning SE 405: H5 Constructies
KEUZE: Zelfstandig werken met werkblad óf instructie Herhaling H5
Herhaling H3 Krachten (3de jaar) + H5.2 Soorten krachten
H5.3 Samenstellen van krachten
H5.4 Ontbinden van krachten
H5.5 Krachten vergroten/verkleinen (Hefbomen, katrollen/takels)
Schoolexamen: woensdag 11 maart t/m 13 maart
Planning SE 405: H5 Constructies
KEUZE: Zelfstandig werken met werkblad óf instructie Herhaling H5
Herhaling H3 Krachten (3de jaar) + H5.2 Soorten krachten
H5.3 Samenstellen van krachten
H5.4 Ontbinden van krachten
H5.5 Krachten vergroten/verkleinen (Hefbomen, katrollen/takels)
Schoolexamen: woensdag 11 maart t/m 13 maart
Kunnen we krachten zien?
Eigenschappen Krachten:
* Zijn niet zichtbaar
* De gevolgen zijn (soms) zichtbaar
Gevolgen van krachten:
Snelheid
Richting
Vormverandering
=> Tijdelijk (elastisch)
=> Blijvend (plastisch)
Nettokracht: Fres
Nettokracht = Resultante kracht (wat er effectief overblijft)
De nettokracht is de "optelsom" van alle krachten!
In gelijke richting:
=> Optellen
In tegengestelde richting:
=> Van elkaar af halen
Zwaartekracht: Fz
Fz = m x g
Fz = Zwaartekracht (N)
m = massa (kg)
g = valversnelling (N/kg of m/s2) (binas!!)
LET OP!!! massa is GEEN gewicht
krachtenschaal
Zwaartekracht
Pijl tekenen:
Begin: in het zwaartepunt
Richting: naar beneden
Grootte: hoe zwaarder hoe groter
zwaartepunt = massamiddelpunt
Massamiddelpunt is niet altijd in het midden
Krachten Samenstellen
Van twee of meer krachten 1 (netto) kracht maken
krachten in dezelfde richting => tel je bij elkaar op
Krachten in tegengestelde richting => haal je van elkaar af
Maar wat doe je als ze niet in een andere richting staan???
Maak een parallellogram
Zie de vectoren als twee zijden v/d parallellogram
Maak de parallellogram met stippellijnen af (evenwijdig)
Teken nu een pijl vanuit het aangrijpingspunt F1 en F2 naar het punt waar de stippellijnen elkaar snijden
Dit is de resulterende kracht (netto-kracht)
De vector geeft de richting + grootte weer
De kop-staartmethode
Teken de vectoren één voor één
Het begin van vector 2 laat je aansluiten op uiteinde van vector 1
De richting en grootte blijft daarbij gelijk
Daarna doe je hetzelfde met de andere vectoren
Parallellogram-methode
Zie de vectoren als twee zijden v/d parallellogram
Maak de parallellogram met stippellijnen af (evenwijdig)
Teken nu een pijl vanuit het aangrijpingspunt F1 en F2 naar het punt waar de stippellijnen elkaar snijden
Dit is de resulterende kracht (netto-kracht)
De vector geeft de richting + grootte weer
Kop-staart-methode
Teken de vectoren één voor één
Het begin van vector 2 laat je aansluiten op uiteinde van vector 1
De richting en grootte blijft daarbij gelijk
Daarna doe je hetzelfde met de andere vectoren
Onthouden en Toepassen
Spankracht in constructies
De spankracht is de kracht in een touw of ketting wanneer spanning op staat.
Spankracht komt voor in een hangbrug
Of bij de handboog (F1 en F2 zijn spankrachten)
Krachten ontbinden
Dit is eigenlijk het omgekeerde van krachten samenstellen (H5.3)
Bij krachten samenstellen weet je de twee krachten die samenwerken en bereken je de nettokracht.
Bij krachten ontbinden weet je de nettokracht en wil je de twee samenwerkende krachten weten.
Krachten ontbinden
Je maakt dus weer een parallellogram!
Hoe ontbinden van een kracht!
1. teken een evenwijdige stippellijn vanuit de kop van de nettokracht naar touw 1
2. teken een evenwijdige stippellijn vanuit
de kop van de nettokracht naar touw 2
=> Nu heb je een parallellogram gemaakt!
3. Teken nu de kracht op touw 1; dit is van het aangrijpingspunt v/d boot naar stippellijn
4. Teken nu de kracht op touw 2; dit is van het
aangrijpingspunt v/d boot naar stippellijn
Krachten samenstellen/ontbinden
Bij krachten samenstellen weet je de twee krachten die samenwerken en bereken je de nettokracht.
Bij krachten ontbinden weet je de nettokracht en wil je de twee samenwerkende krachten weten.
Bij beide maak je eerst een parallellogram door langs
langs de touwen evenwijdige lijn te tekenen tot de
"kop" van de kracht
Nut van de hefboom
Door een hefboom kun je een grotere kracht uitoefenen op een voorwerp.
Door de verhouding in de hefboom hoef je met een lange arm maar weinig kracht te zetten, om bij de korte arm heel veel kracht te krijgen.
Momentenwet
Als de korte arm 3x kleiner wordt => dan wordt de last 3x groter
Hefboomregel; werkkracht x werkarm = lastkracht x lastarm
Formule: M1 = M2
F1 x L1 = F2 x L2
Uitwerking: 120 x 30 = F2 x 10
3600 = F2 x 10
3600 : 10 = F2
360 N = F2
Antwoord: De kracht aan de rechterkant is 360 Newton
5: Bereken de spierkracht die nodig is om de kruiwagen in evenwicht te houden. Gebruik de momentenwet/hefboomwet.
M1 = M2
Fz x Lz = Fspier x Lspier
1200 x 0,40 = Fs x 1,20
480 = Fs x 1,20
480 : 1,20 = Fs => Fs = 400 N
Opg. 23 p. 51 werkboek (3GT)
Welke spierkracht is er nodig om de kruiwagen in evenwicht te houden?
1: Waar zit het draaipunt
Bij het wiel
2: Wat is de lengte van de arm die bij de zwaartekracht v/d kruiwagen hoort?
Lzwaartekracht = LA = 0,40 m
3: Wat is de lengte van de arm die bij de spierkracht hoort?
Lspier = LA + LB = 0,40 + 0,80 = 1,20 m
4: Wat is de zwaartekracht v/d kruiwagen?
Fz = m x g = 120 x 10 = 1200 N
Gegevens:
m = 120 kg
LA = 0,40 m
LB = 0,80 m
Katrollen en takels
Waarom een katrol?
maakt tillen makkelijker
Verschil Katrol en Takel?
Een takel is een combinatie van twee of meer katrollen
=> kracht wordt verdeeld
De vaste katrol
Een vaste katrol zit VAST
Een vaste katrol draait de kracht om =>
Richting veranderd én de
grootte v/d kracht veranderd NIET
De losse katrol
Einde touw zit vast!
Een losse katrol maakt ons sterker.
De last wordt verdeeld over het aantal touwen waaraan de katrol hangt.
Takel
Combinatie van twee of meer katrollen (vast en los)
Voordeel:
De last wordt verdeeld over de touwen
Nadeel:
Wat je wint aan kracht verlies je aan afstand; Dus 1 meter omhoog => 2 meter touw inhalen
De takel op de foto heeft een blok met een massa van 20 kg. Je gebruikt deze takel om een voorwerp van 300 kg te takelen. Hiervoor is een kracht nodig van ... ?
m(totaal) = 320 kg =>
Fz = m x g = 320 x 10 = 3200 N over 4 touwen => trekkracht = 3200 : 4 = 800 N
De takel hijst het blok 2 meter omhoog. Hiervoor moet je ... meter ketting worden binnengehaald.
4 touwen => 2x 4 meter = 8 meter
opg 13 (p.56) (3KGT)
Bekijk de afbeelding.
Hoeveel keer vergroot de takel in de afbeelding de kracht?
4 touwen boven de haak =>
de hijskracht wordt 4 keer kleiner dan de zwaartekracht (je wordt dus 4x sterker)
En nu aan de slag!
Lees H5.5 goed door (p. 144-151)
Maak H5.5 Begrijpen + beheersen
(opg. 3 t/m 13, p. 151-157)
Controleer jouw opgaven => van jouw fouten leer je