H-2 Par. 3 Hefbomen deel -1

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 2 Krachten

Hoofdstuk 1 Krachten

Paragraaf 3

Hefbomen deel 1

Leerdoelen:

• Je kunt het principe van een hefboom uitleggen.
  
• Je kunt verschillende soorten hefbomen onderscheiden.
  
• Je kunt de arm van een kracht herkennen en meten.
• Je kunt berekeningen maken met het verband tussen moment, kracht en arm.
• Je kunt de momentenwet toepassen bij de hefboomwerking in je onderarm. (plusstof) 

Opdracht

Kijk in de volgende sheet naar "WipWap the Movie"

Geef antwoord op de vragen.

00:46

De kleipop wil samen met de vogel op de wip. Het gaat echter niet goed. Welke oplossing is er mogelijk om toch samen te kunnen spelen?

1. De vogel moet verder naar het midden van de wip.
2. De kleipop moet lichter worden.
3. Het draaipunt van de wip moet meer richting de vogel.
4. Dit is een groot probleem waar geen oplossing voor mogelijk is.

01:01

De wip is nu in evenwicht. Hoe komt dit?

1. Aan beide kanten van de wip is de afstand van de zwaartekracht tot het draaipunt even groot.
2. Aan beide kanten van de wip is de zwaartekracht even groot, de afstand tot het draaipunt maakt niet uit.
3. Het draaipunt zit in het midden.
4. Aan beide kanten is de afstand tot het draaipunt én de zwaartekracht even groot.

01:14

Leuk hè, zo samen spelen!

01:50

Oh, oh. Nu is het probleem weer precies zoals in het begin. Wat kunnen de kleipop en de vogel nog meer doen om toch samen te kunnen spelen op de wip?

1. De vogel moet meer naar het draaipunt.
2. De kleipop moet meer naar het draaipunt.
3. Het draaipunt verplaatsen richting de vogel.
4. De vogel moet een ei leggen.

De wip is een eenvoudig voorbeeld van een hefboom.

Door een hefboom te gebruiken kun je met een kleine kracht aan de lange arm een grote kracht aan de korte arm uitoefenen.

https://phet.colorado.edu/nl/simulations/balancing-act

phet.colorado.edu

Elke hefboom heeft een draaipunt. Dat is het enige punt dat op z'n plaats blijft als de hefboom in beweging komt

1

2

Ook heeft elke hefboom een lange arm met een kleine kracht. En een korte arm met een grote kracht.

1

2

3

4

       Draaipunt, kracht en arm

draaipunt

kracht

 arm

       Draaipunt, kracht en arm

draaipunt

kracht

 arm

Let op! De arm van de kracht is de LOODRECHTE afstand

tussen de werklijn van de kracht en het draaipunt.

Het Moment van een kracht is de vermenigvuldiging van de kracht met de arm:  M = F x r

F = 50 N

 r = 0,75 m

Voorbeeld: 

M = F x r

M = 50 x 0,75 = 37,5 Nm

Het moment van een kracht.

Moment      M    Newtonmeter of Newtoncentimeter  Nm of Ncm

Kracht           F    Newton                                                             N

Arm                r     meter of centimeter                                   m of cm

1 Nm     =  100 Ncm

1 Ncm   =  0,01 Nm

Moment = kracht x arm

     M        =    F        x    r

Opdrachten momenten

1

2

3

Opdrachten momenten

4

5

6

Opdrachten momenten

7

8

9

Opdrachten momenten

10

11

12

Opdracht

• Maak de extra oefenopgaven van par. 2.3
• We kijken deze samen na
• Als je klaar bent lees je par. 2.3
• Maak daarna de opgaven  1 en 2  van 2.3 

1

2

3

Evenwicht

1

2

Evenwicht - voorbeelden

1

2

Momentenwet

Een hefboom is in evenwicht, als de som van de momenten linksom gelijk is aan de som van de momenten rechtsom.

Formule

M​1​​+M​2​​+...(linksom)=M​1​​+M​2​​+...(rechtsom)

Bestudeer deze voorbeeldsom

Probeer deze som zelf

Bereken of deze hefboom in evenwicht is als alle gewichtjes identiek zijn en één gewichtje een massa van  4 kg heeft.

1

(Huiswerk-)opdracht

Lees par. 2.3 goed door.

Maak de opgaven 4 en 6 van par. 2.3