H3 krachten paragraaf 4 werktuigen (hefbomen)

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

paragraaf 4 krachten in werktuigen

Wanneer je de arm langer maakt, dan hoef je een minder grote kracht te leveren. Dit is dan ook de reden dat je een moertje vaak niet los krijgt gedraaid met alleen je vingers. Gebruik je echter een baco met een lang handvat dan lukt het meestal wel. ook een koevoet, notenkraker, kruiwagen werken met deze hefbomen. 

Lange arm = kleine kracht

De letter D staat voor het draaipunt.

De letter F staat voor kracht 

De letter l staat voor arm.

De arm van een kracht is de afstand van de (werklijn van de) kracht loodrecht tot het draaipunt

F is de kracht. In veel situaties zul je zien dat dit de zwaartekracht is die aan een voorwerp of persoon trekt. In dat geval kun je F uitrekenen met 

Fz = m x g. Weet je niet met hoe dit werkt, kijk even terug bij paragraaf 1.

M = F x l  

(Wat ook mag is M = l x F)

Tenzij anders vermeld staat mag je er ALTIJD van uitgaan dat er evenwicht heerst!!! Als er evenwicht is, dan zijn de momenten linksom even groot als de momenten rechtsom. Je begint iedere momentensom dus altijd als volgt:

Mlinksom = Mrechtsom

F x l = F x l 

Of bij meerdere momenten dan tel je deze er gewoon bij op. Voor 2 momenten links en 2 momenten rechts krijg je dan bijvoorbeeld:

F x l + F x l = F x l + F x l

Dennis wil zo min mogelijk kracht gebruiken om een steen in zijn tuin te verplaatsen. Hij gebruikt een lange stok als hefboom. Moet hij de stok dichtbij de steen naar beneden duwen of zo ver mogelijk van de steen af?

1. zo ver mogelijk van de steen af, zodat de arm zo lang mogelijk is.
2. Zo dichtbij mogelijk, zodat de arm zo klein mogelijk is

Als er evenwicht is, dan....

1. Zijn de afstanden tot het draaipunt links en rechts even groot
2. Zijn alle krachten links en rechts even groot
3. Zijn de momenten links en rechts even groot
4. Geen van deze antwoorden is juist.

Lieke (m = 40kg) en haar moeder Gea (m = 80kg) zitten samen op de wip. Beide zitten op 2 meter van het draaipunt. De wip staat op de grond aan haar moeders kant. Welke uitspraak is/zijn waar?

1.) het moment van Lieke en Gea is even groot, want ze zitten beiden op dezelfde afstand van het draaipunt. (Reken desnoods het moment van beide uit M = F x l)

2.) om de wip in evenwicht te krijgen moet moeder Gea dichter bij het draaipunt gaan zitten, dan wordt de afstand (l) tot het draaipunt namelijk kleiner.

1. Alleen uitspraak 1 is juist
2. Alleen uitspraak 2 is juist
3. Beide uitspraken zijn juist
4. Beide uitspraken zijn onjuist

Een moment reken je uit met de formule...

1. M = F / l
2. M = l / F
3. M = l x F
4. Het juiste antwoord staat er niet tussen

Wat is de afstand van de spierkracht tot het draaipunt?

1. 20cm
2. 80cm
3. 100cm
4. 120cm

De zwaartekracht grijpt aan in het zwaartepunt. Hoe ver is het zwaartepunt verwijdert van het draaipunt?

1. 1,0m
2. 8,0m
3. 4,0m
4. Dat kun je onmogelijk weten, die afstand staat niet aangegeven

Zie de afbeelding voor alle afstanden. De massa van de kruiwagen en het zand samen is 90kg. Bereken de grootte van de spierkracht die geleverd moet worden om de kruiwagen op te tillen. Noteer alleen het antwoord geen eenheid.
Noteer je berekeningen op een kladblaadje.

Lever hier je berekening in voor de vraag over de kruiwagen.

Mart (m = 35kg) en zijn vader Simon zitten op een wip. Simon oefent een kracht van 700N uit op de wip. De wip heeft een rails met verstelbare stoelen. Mart zit links op 150cm van het draaipunt. Hoeveel meter moet vader Simon van het draaipunt af gaan zitten op de wip in evenwicht te houden? Rond NIET af en gebruik een komma.
Tip bereken eerst de zwaartekracht op mart.
Tip reken de afstand van Mart tot het draaipunt om in meter.
Noteer al je berekeningen op een kladblaadje.

Lever hier je berekening in voor de vraag over Mart en Simon.

In de babykamer wordt een mobile met visjes opgehangen zie afbeelding. Bekijk alleen het gedeelte waar visje A aan een stokje hangt samen met een visje van 10gram. Bereken de massa van visje A in gram.
Noteer alleen het getal, geen eenheid.
Noteer je berekeningen op een kladblaadje.

Lever hier je berekening in voor de vraag met de visjes mobile

Bereken de massa van vader in kg. Zie de afbeelding voor alle afstanden en massa’s. Noteer alleen je antwoord, geen eenheid.
Noteer je berekeningen op een kladblaadje.

Lever hier je berekening in voor de vraag met de kinderen en vader op de wip.