Hoofdstuk 1 kracht

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Hoofdstuk 1

Beweging en kracht

Paragraaf 1.2

Ik verwacht dat jij:

• Rustig meedoet aan de les
  
• Je hand opsteekt en wacht op je beurt als je een vraag hebt of iets wilt zeggen
  
• Niet door mij of andere mensen heen praat
  
• Aantekeningen maakt in je schrift tijdens de uitleg

Leerdoelen

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

Uitleggen hoe je de gemiddelde snelheid berekent;

Rekenen met km/h en m/s;

Aan een snelheid-tijd-diagram zien hoe een beweging verloopt;

Bij een snelheid-tijd-diagram de afstand bepalen;

Rekenen met afstand, (gemiddelde) snelheid en tijd.

Snelheid

Definitie: Afstand die je in een bepaalde tijd aflegt

Eenheden:

Verkeer → km/h

Natuurkunde → m/s

Voorbeeld: 50 km/h = 13,9 m/s

Snelheid in het verkeer

Maximumsnelheden:

30 km/h in woonwijken

50 km/h in de bebouwde kom

80 km/h buiten de bebouwde kom

100–130 km/h op snelwegen

Routeplanners → werken met gemiddelde snelheid i.p.v. maximumsnelheid

Snelheid meten

Snelheidsmeter of fietscomputer → tijd per wielomwenteling

Trajectcontrole → tijd tussen twee meetpunten

Altijd gemiddelde snelheid = afstand ÷ tijd

Trajectcontrole

Werking: foto’s + tijdsverschil

Gemiddelde snelheid wordt berekend

Voordeel: werkt beter dan flitspaal → rustiger rijgedrag

Snelheid in een diagram

Snelheid-tijd-diagram laat verloop zien:

Constante snelheid → horizontale lijn

Versnellen → stijgende lijn

Afremmen → dalende lijn

Gemiddelde snelheid = (begin + eind) ÷ 2 bij gelijkmatige verandering

Snelheid in een diagram

Snelheid-tijd-diagram laat verloop zien:

Constante snelheid → horizontale lijn

Versnellen → stijgende lijn

Afremmen → dalende lijn

Gemiddelde snelheid = (begin + eind) ÷ 2 bij gelijkmatige verandering

Lichtsnelheid

Hoogst mogelijke snelheid: 300 000 km/s

Voorbeelden:

Licht naar de maan → 1 seconde

Licht van de zon → ± 8 minuten

Ruimtesonde New Horizons: 15,6 km/s → duurde bijna 10 jaar naar Pluto

Snelheid formules

𝑠 = 𝑣 × 𝑡

𝑣 = 𝑠 / 𝑡

𝑡 = 𝑣 / 𝑠 

Huiswerk

Lees en maak:

Paragraaf 1.2 blok A, C en D

Paragraaf 1.3

Versnelling

Ik verwacht dat jij:

• Rustig meedoet aan de les
• Je hand opsteekt en wacht op je beurt als je een vraag hebt of iets wilt zeggen
• Niet door mij of andere mensen heen praat
• Aantekeningen maakt in je schrift tijdens de uitleg

Leerdoelen

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

 

uitleggen hoe je de nettokracht berekent;

uitleggen hoe je aan de nettokracht kunt zien hoe de snelheid verandert;

uitleggen hoe de versnelling van een bewegend voorwerp afhangt van de kracht en de massa;

beschrijven welke invloed tegenwerkende krachten hebben op bewegingen;

beschrijven hoe de snelheid verandert bij een vallend voorwerp.

Versnelling

Een nettokracht (F) zorgt ervoor dat een voorwerp versnelt of vertraagt.

Versnelling = de snelheid verandert.

Hoe sneller de snelheid verandert, hoe groter de versnelling.

Bij een gelijkmatige toename van snelheid is de versnelling constant

Versnelling in een diagram

Snelheid-tijd-diagram laat verloop zien:

Versnellen → stijgende lijn

Afremmen (negatief versnellen) → dalende lijn

Constante snelheid (geen vesnelling) → horizontale lijn

Constante versnelling

Een constante nettokracht geeft een constante versnelling.

Voorbeeld: zwaartekracht (Fzw) bij vrij vallen.

Zonder luchtweerstand zouden alle voorwerpen steeds sneller vallen.

Luchtweerstand

Bij toenemende snelheid neemt de luchtweerstand toe.

Hierdoor wordt de nettokracht steeds kleiner → versnelling neemt af.

Zodra luchtweerstand = zwaartekracht → constante snelheid bereikt.

Kracht, massa en versnellen

Hoe groter de massa, hoe moeilijker versnellen.

Voor dezelfde versnelling is meer kracht nodig bij een grotere massa.

Kracht en massa zijn recht evenredig: 3× massa → 3× meer kracht nodig.

Afremmen en versnellen

Versnellen of afremmen gebeurt nooit in één moment.

Voorbeelden:

Fietsen bij het verkeerslicht: even nodig om op gang te komen.

Zeeschip: duurt minuten om te stoppen.

Botsingen

Vertraging is enorm → krachten op auto en inzittenden ook.

Kreukelzone verlengt de tijd van de botsing.

Hierdoor zijn de krachten kleiner en veiliger voor inzittenden.

Versnelling

Nettokracht = massa x versnelling 

Fnetto = m x a 

Versnelling = verschil in snelheid : verschil in tijd

nettokracht	Fnetto	in N
massa	m	in kg
versnelling	a	in m/s 2

Voorbeeld:

Een auto met een massa van 1200 kg versnelt met 2,0 m/s².

Bereken de kracht die hiervoor nodig is.

Uitwerking:

F = m · a = 1200 × 2,0 = 2400 N

Huiswerk

Lees en maak:

Paragraaf 1.3 opdracht A, C en D

Let op: Volgendeweek vrijdag is TOETS

Toetsvoorbereiding

Ik verwacht dat jij:

• Actief meedoet aan de les
  
• Je hand opsteekt en wacht op je beurt als je een vraag hebt of iets wilt zeggen
  
• Rustig samenwerkt tijdens de les

Wat gaan we doen?

• Aan de slag met een digitale simulatie van snelheid en versnelling
• Korte terugkoppeling
•  Eventueel tijd voor vragen op het einde van de les

Lesdoelen:

Op het einde van de les:

Heb je een visueel beeld bij snelheid en versnelling.

Kan je werken met simulaties en die koppelen aan de theorie.

Terugkoppeling

Morgen toets.

Ik ben morgen afwezig dus jullie hebben de eerste twee lesuren om nog te leren.

Toets is op de laptop in Learnbeat!

Neem je rekenmachine mee!

Paragraaf 1.4

Krachten

Ik verwacht dat jij:

• Rustig meedoet aan de les
  
• Je hand opsteekt en wacht op je beurt als je een vraag hebt of iets wilt zeggen
  
• Niet door mij of andere mensen heen praat
  
• Aantekeningen maakt in je schrift tijdens de uitleg

Leerdoelen

Aan het eind van deze paragraaf kan ik:

 

Uitleggen dat een kracht een wisselwerking is tussen twee voorwerpen;

Rekenen met zwaartekracht en massa;

Rekenen met veerkracht en uitrekking;

Uitleggen wat gewicht en gewichtloosheid is, en wat de normaalkracht is.

Kracht = wisselwerking

Een kracht werkt altijd tussen twee voorwerpen.

Voorbeeld: voet ↔ bal, hand ↔ muur, magneet ↔ ijzer.

3e wet van newton: Elke kracht een een even grote terugwerkende kracht.

Zwaartekracht

Ontstaat door massa van de aarde.

Houdt ons op de grond.

Zwaartekracht

Ontstaat door massa van de aarde.

Houdt ons op de grond.

Formule: Fz = m × g

Op aarde: g ≈ 9,8 N/kg, op de maan: g = 1,6 N/kg.

Ook gravitatiekracht = wisselwerking (aarde ↔ jij).

Veer en spankracht

Veerkracht: elastiek/veer trekt terug.

Formule: Fv = C × u

C = veerconstante in N/m

u = uitrekking in m

Spankracht: gespannen touw.

Normaalkracht & gewicht

Gewicht = kracht van een voorwerp op een steunvlak.

Normaalkracht = reactie van de ondergrond (loodrecht).

Voorbeeld: boekenplank ↔ boeken, stoel ↔ jij.

Wrijving

Ontstaat als twee oppervlakken langs elkaar bewegen.

Altijd tegen de beweging in.

Positief: schoenen, fietsen, veters, niet uitglijden.

Negatief: warmte, slijtage.

Samengevat:

Krachten zijn altijd een wisselwerking.

Belangrijkste soorten krachten:

Zwaartekracht

Wrijvingskracht

Veer- en spankracht

Normaalkracht

Formules:

Fz = m × g

Fv = C × u

Huiswerk:

Paragraaf 1.4 blok A, C en D

Paragraaf 1.5

Hefbomen

Ik verwacht dat jij:

• Rustig meedoet aan de les
  
• Je hand opsteekt en wacht op je beurt als je een vraag hebt of iets wilt zeggen
  
• Niet door mij of andere mensen heen praat
  
• Aantekeningen maakt in je schrift tijdens de uitleg

Wat is een hefboom?

Hefbomen vergroten krachten om een draaipunt.

Voorbeeld: kniptang → handkracht wordt sterker.

Wat is een hefboom?

Het effect is te zien met een wip/balans.

Zwaardere persoon zit dichter bij draaipunt.

Afstand kracht ↔ draaipunt = arm.

Moment

Moment = kracht × arm.

Eenheid moment: Newtonmeter (Nm).

Voorbeeld: lange dopsleutel → meer kracht met dezelfde inspanning.

Hefboomwet

Twee momenten in hetzelfde systeem heffen elkaar in evenwicht op.

Evenwicht: F1 × r1 = F2 × r2.

Massa’s of cm mogen ook → zolang links en rechts gelijk zijn.

Katrollen

Katrol = wiel met touw.

Vaste katrol: verandert richting, niet kracht.

Handiger tillen → je trekt omlaag i.p.v. omhoog.

Takels

Meerdere katrollen samen.

Vergroten kracht (bijv. 100 N → 300 N).

Nadeel: meer touw binnenhalen.

Huiswerk:

Paragraaf 1.5 blok A, C en D