§4.4 Krachten 2.0

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

§4 

leerdoelen:

• Je kunt uitleggen dat krachten in paren voorkomen
  
• Je kunt uitleggen dat krachtenparen even groot en tegengesteld van richting zijn
• Je kunt de werking van verschillende krachten uitleggen
• Rekenen met de formule voor zwaartekracht
• Rekenen met de formule voor veerkracht
• Rekenen met de wrijvingskracht 

Kracht is een wisselwerking 

Kracht is altijd een wisselwerking tussen twee voorwerpen die een kracht op elkaar uitoefenen.

Op beide voorwerp werkt een kracht 

deze zijn even groot en tegengesteld

                           Wisselwerking van kracht ->

    de aarde en satelliet trekken elkaar aan met een even grote tegengestelde kracht 

We kijken verder naar volgende krachten:

zwaartekracht, gravitatiekracht, wrijvingskracht, veerkracht, spankracht, normaalkracht en gewicht. 

Zwaartekracht en gravitatiekracht

Newton kreeg een geweldig idee toen hij een appeltje uit een boom zag vallen: hij stelde vast dat de appel zonder snelheid begon en dat die snelheid steeds groter werd. Volgens Newton zou er dus een kracht moeten werken die de appel versnelde.

Op aarde werkt op elke kilogram massa een zwaartekracht van 9,8 N

De formule voor de zwaartekracht luidt:

Fz = m x g 

Fz de zwaartekracht in newtton (N)

m de massa in kilogram (kg)

g de zwaartektrachtscontante (op aarde 9,8 N/kg)

normaalkracht en gewicht 

Gewicht is de kracht die een voorwerpen uitoefent op een ondergrond of ophanging, als gevolg van de zwaartekracht.

Aangezien alles niet spontaan onder invloed van de zwaartekracht door de grond zakt, moet er een andere kracht zijn die tegen de zwaartekracht in werkt. Deze kracht heet de normaalkracht. 

Normaalkracht staat altijd loodrecht op het oppervlak waar het voorwerp zich op bevind. Als dit oppervlak horizontaal ligt, is de normaalkracht meestal gelijk aan de zwaartekracht.

gewicht = massa

Oefenen: 

Kim weegt 60 kg. Hoe groot is de zwaartekracht op Kim?

• Fz = m x g 
• m= 60 kg 
  

• g= 9,8 N/kg
  

• Fz= 60 x 9,8 = 588 N
  

Oefenen: 

Kim weegt 60 kg. Hoe groot is de zwaartekracht op Kim?

• m= 60 kg 
  
• g= 9,8 N/kg
  
• Fz= 60 x 9,8 = 588 N
  

• g op maan = 1,6 N/kg
  

• Hoeveel leest Kim af op de weegschaal op de maan?

• Fz= 60 x 1,6 = 96 N

• 96 : 9,8 = 9,8 kg
  

https:

Veerkracht en spankracht 

Deze krachten ontstaan door de uitrekking van een veer of een touw

Werkt altijd in de richting van het touw, elastiek of de veer.

Voor de veerkracht geldt de volgende formule:

Fv = C x u

Fv de veerkracht in newton (N)

C de veerconstante (in N/m)

u de uitrekking (in m )

oefening

Bereken de veerconstante van deze veer.

• Fv= C x u

• C = Fv : u

• C = 11 : 0,025 = 440 N/m
  

Wrijvingkracht

Zonder wrijvingskrachten zou fatsoenlijk lopen, fietsen of autorijden onmogelijk zijn.

Wrijvingskracht werkt altijd in de tegengestelde richting van de beweging 

Wrijvingskrachten kunnen er ook voor zorgen dat iets niet in beweging komt

Rekenen met wrijvingskracht

De rol- en schuifweerstand en de maximale wrijvingskracht zijn beide evenredig met de massa. 

2x zo grote massa betekent 2x grotere weerstand en maximale wrijving

De luchtweerstand is evenredig met het kwadraat van de snelheid

2x zo grote snelheid is de luchtweerstand dus 22=4 x zo groot

Wat heb je geleerd?

• krachtenparen
  
• zwaartekracht
  
• gewicht en normaalkracht
• veerkracht en spankracht
• wrijvingskracht