hfst 16 kracht en beweging par16.1, 16.2, 16.3 en 16.4

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo g, t
• Leerjaar 4

voortstuwen en tegenwerken

LESDOEL

1. Je kunt uitleggen wat wordt bedoeld met de nettokracht op een bewegend voorwerp.

2. Je kunt aangeven hoe een voorwerp beweegt, als je de nettokracht op dat voorwerp kent.

3. Je kunt beschrijven hoe de nettokracht een voorwerp van richting kan laten veranderen.

4. Je kunt uitleggen waaraan je kunt merken dat een voorwerp een grote traagheid heeft.

5. Je kunt het verband benoemen tussen de massa van een voorwerp en zijn traagheid.

6. Je kunt berekeningen uitvoeren met kracht, massa en versnelling.

LESDOEL

7. Je kunt berekeningen uitvoeren met arbeid, kracht en afstand.

8. Je kunt uitleggen waarom 1 Nm arbeid op hetzelfde neerkomt als 1 J arbeid.

9. Je kunt berekeningen uitvoeren in situaties waarin de zwaarte-energie op het hoogste punt gelijk is aan de bewegingsenergie op het laagste punt.

10.Je kunt de functie beschrijven van de kooiconstructie en de kreukelzone van een auto.

11. Je kunt uitleggen hoe veiligheidsgordels, airbags en veiligheidshelmen de krachten bij een botsing verkleinen.

Krachten kunnen je verdelen in twee onderdelen:

Voortstuwende kracht / aandrijfkracht

Tegenwerkende kracht

Tegenwerkende krachten

luchtwrijving

rolwrijving

luchtwrijving ontstaat omdat een voorwerp de lucht voor zich constant weg moet duwen.

rolwrijving ontstaat doordat de banden vervormen en de ondergrond vervormen. Hoe groter de vervorming hoe groter de rolwrijving

De tegenwerkende krachten kan je verminderen door:

- banden stevig op te pompne

- vlakke weg

- gestroomlijnde vormen

- invetten van draaiende onderdelen

De nettokracht bepaald de richting en snelheid waarmee een voorwerp beweegt.

Je kan de kracht berekenen die nodig is om een voorwerp een bepaalde snelheid te geven. 

horizontal links/rechts

F = m x a

F = Kracht in Newton N

m = massa in kilogram kg

a  = versnelling in m/s

2

Vertical (omhoog/ omlaag)

F = m x g

F = Kracht in Newton N

m = massa in kilogram kg

g = valversnelling in 10 m/s

2

Een auto trekt in 4,0 seconden op van 0 km/h naar 54 km/h. Je mag aannemen dat de beweging eenparig versneld is. De auto heeft een massa van 800 kg.

Bereken hoe groot de nettokracht (in kN) is die de auto laat versnellen.

Dit is een berekening in twee stappen:

1 Bereken de versnelling a

Om een voorwerp in beweging te brengen heb je energie nodig. 

Energie is eigenlijk de hoeveelheid kracht dat je nodig heb om een voorwerp 1 meter te verplaatsen.

Dit noemen wij ook de arbeid.

W = F x s

W = Work, arbeid Nm

F = Force, kracht N

s = space, afstand m

W = F x s

F= m x g

Ep/z = m x gx h

W = m x g x s

s = afstand omhoog of omlaag 

1 Nm = 1 J(oul)

De mast van een windturbine bestaat uit zes mastdelen van elk 24 m hoog. 

Een hijskraan hijst een mastdeel van een windturbine (m = 60 ton) naar een hoogte van 72 m (afbeelding 3).

Bereken de arbeid die de hijskraan verricht.

gegeven

gevraagd

Formule

Veiligheid in het verkeer

Kooiconstructie auto is voor schil 

de voorkant en achterkant auto kreukelt makkelijk waardoor de passagier een langere remweg krijgt

veiligheidsgordel

verdeeld de krachten over een grotere oppervlakte.

En zorgt ervoor dat je niet door de auto vlieg.

airbags hebben dezelfde werking 

Veiligheidshelm

De zachte binnenkant maakt je remweg langer. en door de harde buitenkant worden de krachten over een grotere oppervlakte verdeeld