Benjamin en timon

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

paragraaf 1 soorten kracht

paragraaf 1 soorten kracht

er zijn vele soorten krachten, o.a. zwaartekracht (Fz), normaalkracht (Fn), spierkracht (Fspier), spankracht (Fs), veerkracht (Fv) en wrijvingskracht (Fw).

kracht (F) meet men in newton (N)

iedere kracht heeft een aangrijpingspunt 

(punt waar de kracht begint met werken), 

grootte en richting.

paragraaf 1 soorten kracht

Wanneer een voorwerp door een kracht op een ondergrond drukt,
drukt de ondergrond terug. Deze kracht van een ondergrond
noemen we de normaalkracht, Fn. Bij een horizontaal vlak is de
normaalkracht  even groot (maar tegengesteld aan) de zwaartekracht (Fz).

Wanneer een voorwerp door een kracht aan een touw of staaf trekt (of duwt), 

trekt of duwt de staaf terug. Deze kracht noemen 

we de spankracht, Fs. De spankracht werkt OVERAL in het touw
en is OVERAL even groot.

Zwaartekracht werkt altijd vanuit het massamiddelpunt van een voorwerp. Deze kracht werkt recht naar beneden. 

Normaalkracht is de kracht die een ondergrond (bijv. Een tafel) levert. (De tafel duwt terug). Normaal kracht werkt altijd vanaf het contactoppervlak van het voorwerp en de ondergrond en staat loodrecht op de ondergrond.

Soorten krachten uitgelegd

Zwaartekracht (Fz): kracht die mensen, dieren en objecten naar het middelpunt van de aarde trekt. Hierdoor vallen voorwerpen naar beneden, naar het centrum van de aarde.

Normaalkracht: deze kracht ontstaat als tegen reactie op de zwaartekracht. Normaalkracht is de kracht die bijv. Werkt op een vaas die op tafel staat. De zwaartekracht trekt de vaas naar de grond, maar de vaas valt niet, omdat de tafel de vaas tegen houd en als het ware terug duwt en de zwaartekracht tegenwerkt/opheft.

Spankracht: deze kracht werkt in touw als tegenreactie op de zwaartekracht. Een gymnast die in de ringen hangt wordt door de zwaartekracht naar de aarde getrokken, toch valt de gymnast niet, omdat de touwen op spanning komen en als het ware terug trekken.

paragraaf 1 soorten kracht

Met een krachtenschaal kan van de 

grootte (lengte) van de kracht een

aantal N worden gemaakt.

Bijv: 1 cm komt overeen met 100N.

Een pijl van 4 cm is dan 400 N.

Wanneer de krachtenschaal 1,0 cm : 25N is. Hoe groot is een kracht van 3,7cm dan? (Rond indien nodig af op significantie en geef de eenheid)

bekijk de afbeelding en beantwoord de vraag: wat is hier de krachtenschaal? 1,0cm : ..........N (alleen het getal)

paragraaf 1 soorten kracht

De zwaartekracht grijpt altijd aan in het massamiddelpunt van een voorwerp, persoon of dier.

het massamiddelpunt bevindt zich (zoals het woord al doet vermoeden) in het midden van alle massa van een voorwerp. Bij wiskundige figuren is dit middelpunt heel precies te vinden/aan te geven d.m.v. het aanbrengen van symmetrielijnen (zie afbeelding hieronder waar alle lijnen kruisen, dat is het massamiddelpunt). bij sterk onregelmatige figuren dien je dit zo nauwkeurig mogelijk te schatten. Het massamiddelpunt kan ook buiten een object liggen. (zie massamiddelpunt van de voor over gebogen mens en de letter O)

De zwaartekracht grijpt altijd aan in het massamiddelpunt van een voorwerp, persoon of dier en werkt loodrecht naar beneden!

het massamiddelpunt bevindt zich (zoals het woord al doet vermoeden) in het midden van alle massa van een voorwerp. Bij wiskundige figuren is dit middelpunt heel precies te vinden/aan te geven d.m.v. het aanbrengen van symmetrielijnen (zie afbeelding hieronder waar alle lijnen kruisen, dat is het massamiddelpunt). bij sterk onregelmatige figuren dien je dit zo nauwkeurig mogelijk te schatten. Het massamiddelpunt kan ook buiten een object liggen. (zie massamiddelpunt van de voor over gebogen mens en de letter O)

zwaartekracht

zwaartekracht

Fz = m x g

m = Fz / g

g = Fz / m

g mag worden afgerond naar 10m/s^2

voorbeeldsom zwaartekracht

Sabine heeft een massa van 62kg. Sabine bevindt zich op aarde. Hoe groot is de zwaartekracht die op Sabine werkt?

A.) noteer de letter waarmee massa wordt afgekort. (gebruik eventueel de vorige dia om te "spieken") noteer  hier de waarde voor de massa achter, zoals in de som is gegeven.

B.) Sabine bevindt zich op aarde. noteer de letter waarmee gravitatieversnelling wordt afgekort (gebruik eventueel de vorige dia om te "spieken"). noteer hier achter de waarde voor de gravitatieversnelling op aarde. deze staat niet in de som, omdat deze op aarde altijd een vaste waarde heeft (zie vorige dia).

C.) noteer de Letter waarmee zwaartekracht wordt afgekort (gebruik eventueel de vorige dia om te "spieken"). 

D.) noteer de formule waarmee je de zwaartekracht uit kunt rekenen, zorg dat de letter die je bij vraag C.) hebt opgeschreven vooraan staat ("spiek" eventueel op de vorige dia).

E.) vul de formule in door de juiste getallen op de juiste plaats in te vullen.

voorbeeldsom zwaartekracht

Sabine heeft een massa van 62kg. Sabine bevindt zich op aarde. Hoe groot is de zwaartekracht die op Sabine werkt?

A.) m = 62kg

B.) g = 10 m/s^2

C.) Fz = ? N. 

D.) Fz = m x g

E.) Fz = 62 x 10 = 620N

De letter voor gravitatieversnelling is...

1. g
2. Fz
3. m
4. V

Zwaartekracht meet je in......

1. Kg
2. m/s^2
3. N
4. Fz

De formule voor het berekenen van de zwaartekracht is....

1. Fz = m / g
2. Fz = m x g
3. Fz = g / m
4. Fz = m x 10

Manon heeft een massa van 56,3kg. Hoe groot is de zwaartekracht die op haar werkt op aarde in Newton? Noteer alleen het getal.

paragraaf 2 de veer

veerconstante

Wanneer je zachtjes aan een veer trekt, dan rekt de veer uit. Hetzelfde gebeurd wanneer je een voorwerp (bijv. massablokjes) aan de veer hangt, dan trekt namelijk de zwaartekracht aan de veer. 

Stel je hangt 1 massablokje van 50gram aan een veer waardoor de veer 1,5cm uitrekt. Wanneer je dan 2 massablokjes van 50g aan de veer hangt, dan rekt de veer 2x zo veel uit (1,5cm x 2 = 3,0cm), want 2 massablokjes van 50g is 2x zo veel als 1 massablokje van 50g..

 Bij 3 massablokjes van 50g rekt de veer 3x zo veel uit als bij 1 massablokje van 50g, dus 3 x 1,5cm = 4,5cm enzovoorts. je noemt dit verband een rechtevenredigverband (zie afbeelding volgende dia).

Je kunt in de grafiek de uitrekking van de veer aflezen.

Bij 1 gewichtje rekt de veer 1,8cm uit.

Bij 2 gewichtjes rekt de veer (2 x 1,8cm =) 3,6 cm uit.

Bij 3 gewichtjes rekt de veer (3 x 1,8cm =) 5,4 cm uit.

een krachtmeter, ook wel veerunster genoemd, werkt met behulp van de uitrekking van een veer.

C = F / u

u = F / C

F = C x u

De veerkracht is vaak in grootte gelijk aan de zwaartekracht. Alleen niet als er staat er wordt aan de veer getrokken met een bepaalde kracht of de veer wordt ingedrukt. 

Als er echter iets aan een veer wordt gehangen, dan is Fv in grootte gelijk aan Fz alleen werkt Fv in tegenovergestelde richting als Fz dus kun je de grootte van Fv uit te rekenen met: Fz = m x g

De veerconstante kort je af met de letter....

1. Fv
2. C
3. U
4. V

De afstand die een veer indeukt als je er op duwt kort je af met de letter....

1. F
2. C
3. U
4. I

Welke formule voor veerconstante is juist?

1. C = Fv x u
2. C = Fv / u
3. C = u / Fv

De veerkracht (Fv) van een veer is gelijk aan .................. wanneer je er een massablokje aan hangt en de veer in rust is (tot stilstand is gekomen).

1. De veerconstante van de veer
2. De uitrekking Van de veer
3. De zwaartekracht op het massablokje
4. De gravitatieversnelling op het massablokje

voorbeeldsom kracht

Een veer heeft een veerconstante van 150N/m. De veer rekt 10cm uit. Hoe groot is de kracht die op de veer werkt?

A.) noteer de letter voor de veerconstante ("spiek" eventueel even op de eerste groene dia) en noteer hier achter de waarde voor de veerconstante die in de som genoemd wordt.

B.) noteer de letter voor de uitwijking ("spiek" eventueel even op de eerste groene dia) en noteer hier achter de waardevoor de uitwijking die in de som wordt beschreven in meter!

C.) noteer de letter voor de veerkracht.

D.) noteer de formule voor het berekenen van de veerkracht ("spiek" eventueel even op de eerste groene dia). zorg ervoor dat de letter die je bij vraag C.) hebt genoteerd vooraan staat.

E.) vul de formule in en reken de veerkracht uit.

voorbeeldsom kracht

Een veer heeft een veerconstante van 150N/m. De veer rekt 10cm uit. Hoe groot is de kracht die op de veer werkt?

A.) C = 150N/m

B.) u = 10cm = 0,1m

C.) Fv = ? N

D.) Fv = C x u

E.) Fv = 150 x 0,1 = 15N

voorbeeldsom uitrekking

In een auto zitten schokdempers. Schokdempers zijn eigenlijk hele stugge veren. van een auto worden de schokdempers vervangen, dus staat de auto op de krik. Alle 4 de veren in een auto samen hebben een veerconstante van 3800N/cm. De massa van de auto is 1440kg. Bereken hoe ver de veren worden ingedrukt als de auto van de krik wordt afgehaald en de massa van de auto dus op de veren komt.

A.)Noteer de letter waarmee massa wordt afgekort en noteer hier de massa van de auto achter zoals vermeld in de som.

B.) De kracht die op de schokdempers wordt uitgeoefend is even groot aan de zwaartekracht die op de auto werkt. Bereken de zwaartekracht die op de auto werkt. bedenk dat de auto zich op aarde bevindt. je weet dus hoe groot g is (zo niet zoek dit en de formule voor het berekenen van de zwaartekracht even op in paragraaf 1 gedeelte over zwaartekracht.)

C.) noteer de letter waarmee de veerconstante wordt afgekort en noteer hier de veerconstante van de veer achter zoals vermeld in de som.

D.) noteer de formule voor het berekenen van de uitrekking en vul  deze in.

voorbeeldsom uitrekking

In een auto zitten schokdempers. Schokdempers zijn eigenlijk hele stugge veren. van een auto worden de schokdempers vervangen, dus staat de auto op de krik. Alle 4 de veren in een auto samen hebben een veerconstante van 3800N/cm. De massa van de auto is 1440kg. Bereken hoe ver de veren worden ingedrukt als de auto van de krik wordt afgehaald en de massa van de auto dus op de veren komt.

A.) m = 1440kg

B.) g = 10 m/s^2

Fz = m x g

Fz = 1440 x 10 = 14400N

Fz = Fv dus Fv = 14400N

C.) C = 3800 N/cm

D.) u = Fv / C

u = 14400 / 3800 = 3,78..... = 3,8 cm

voorbeeldsom veerconstante

Aan een veerunster worden 4 massablokjes gehangen van elk 50gram. De veer rekt daarbij 1,2cm uit. Bereken de veerconstante in N/cm van de veer in de veerunster.

A.)Noteer de letter waarmee massa wordt afgekort. Bereken de totale massa van alle 4 de massablokjes samen IN KG en noteer dit achter de letter waarmee massa wordt afgekort.

B.) De veer wordt uitgerekt doordat de zwaartekracht aan de massablokjes trekt. Bereken hoe groot de zwaartekracht is die werkt op de 4 massablokjes. (bedenk hoe groot g is op aarde of zoek dit op in paragraaf 1 gedeelte zwaartekracht. Daar kun je ook de formule terug vinden voor het berekenen van de zwaartekracht).

C.) Bereken de veerconstante van de veer. Zie groene dia aan het begin voor de formule.

voorbeeldsom veerconstante

Aan een veerunster worden 4 massablokjes gehangen van elk 50gram. De veer rekt daarbij 1,2cm uit. Bereken de veerconstante in N/cm van de veer in de veerunster.

A.) m = 4 x 50 g = 200 g = 0,2kg

B.) g = 10 m/s^2

Fz = m x g 

Fz = 0,2 x 10 = 2N

Fv = Fz dus Fv = 2N

C.) Fv = 2N

u = 1,2 cm

C = Fv / u

C = 2 / 1,2 = 1,66...= 1,7 N/cm

voorbeeldsom expert

Een veer (C=20N/m) heeft een lengte van 30cm wanneer er niets aan hangt. Bereken de totale lengte van de veer wanneer je er een blokje met een massa van 160g aan hangt.

A.) noteer de gegevens uit de som.

B.) bedenk welk gegeven niet in de som staat, maar je wel weet. TIP de veer bevindt zich op aarde, dus.... g = ......

C.) Bereken de zwaartekracht die op de veer werkt.

D.) Bereken de uitwijking van de veer.

E.) Bereken de lengte van de veer met het blokje er aan. denk aan significantie!

 voorbeeldsom expert

Een veer (C=20N/m) heeft een lengte van 30cm wanneer er niets aan hangt. Bereken de totale lengte van de veer wanneer je er een blokje met een massa van 160g aan hangt.

C = 20 N/m                              Lb = 30 cm

m = 160 g = 0,160 kg             g = 9,81 m/s^2 

Fz = m x g

Fz = 0,160 x 9,81 = 1,5696N

U = F / C = 1,5696 / 20 = 0,07848 m = 7,848 cm = ongeveer 7,8 cm

Le = Lb + u = 30 + 7,8 = 37,8 cm = 38 cm (want 30 heeft geen decimalen dus het eindantwoord ook niet!)

De veerconstante van een veer is 20N/cm. De veer is 4cm uitgerekt. Hoe groot is de kracht die op de veer werkt? Geef je antwoord in Newton. Alleen het getal noteren! Geen eenheid!

De veerconstante van een veer is 350 N/m de veer rekt 25cm uit. Hoe groot is de kracht die op de veer werkt? Noteer alleen het getal! Geen eenheid! Geef je antwoord in Newton. Gebruik indien nodig een komma en rond NIET af!

De zwaartekracht die werkt op een blokje dat aan een veer hangt is 10N. Hoe groot is de veerkracht als de veer in rust is? Geef het antwoord in Newton. Alleen het getal noteren. Geen eenheid.

Susanne hangt een blokje met een massa van 200gram aan een veer met een veer constante van
C = 5N/cm. Hoeveel cm wijkt de veer uit? Alleen getal noteren. Gebruik indien nodig een komma.

TIP GEBRUIK EEN KLADBLAADJE OM ALLE BEREKENINGEN UIT TE SCHRIJVEN,
TIP BEREKEN EERST DE ZWAARTEKRACHT OP DE MASSA VAN 200g (deze moet je overigens eerst naar kg omrekenen!)

Een veer in een fietszadel (C=850N/cm) heeft een lengte van 5,0cm als er niemand op zit. Wanneer Freek op de fiets gaat zitten blijkt de veer nog een lengte te hebben van 4,3cm. Wat is de massa van Freek in kg? Alleen getal noteren.
TIP BEREKEN EERST DE UITWIJKING (verschillen de lengte van de veer voor en na indeuken)
TIP BEREKEN VERVOLGENS FV DIE IS GELIJK AAN FZ en daarna kun je met de formule voor Fz de massa berekenen
TIP GEBRUIK EEN KLADBLAADJE VOOR AL JE BEREKENINGEN

Welke veer is stugger?

1. Veer 1
2. Veer 2
3. Weet ik niet
4. Dat kun je niet zeggen

Wat is de veerconstante in N/cm van veer 2?

practcium veerconstante

je gaat in tweetallen de veerconstante van een veer bepalen, hiervoor gaan jullie eerst een werkwijze schrijven. vervolgens kun je uit deze werkwijze halen welke benodigdheden je bij dit proefje nodig hebt. zodat je tijdens het uitvoeren van de proef precies weet wat je nodig hebt en wat je moet doen. op de volgende dia’s staan wat tips om je te helpen een goed onderzoek op te zetten.

welk symbool hoort bij de veerconstante?

wat is de formule voor het berekenen van de veerconstante?

Welke twee variabelen heb je dus bij deze proef?

welke kracht werkt er op de veer? (Hoe of waarmee rek je de veer uit? Kies iets dat een constante kracht levert)

Wat is de formule voor het berekenen van de kracht die massablokjes naar de aarde toe trekt?

Om betrouwbaar onderzoek te doen moet je minimaal ...... metingen doen waarbij je de waarde voor F verandert

1. 1 meting met een vaste waarde voor F is prima
2. 5 metingen, wegens meetfouten
3. 10 Verschillende waarden, anders kun je geen goede grafiek maken

in een verslag moet ook een onderdeel genaamd resultaten, daar maak je overzichtelijk wat je hebt gemeten. dit kan in zowel een tabel als een grafiek en moet dus beiden. welke grootheden zet je in de tabel? 2 grootheden noemen

welke grootheid komt op de horizontale as van de grafiek? welke op de verticale? Denk aan de formule voor de veerconstante en de grafiek regels

1. Massa horizontaal Uitwijking verticaal
2. Uitwijking horizontaal Massa verticaal
3. Kracht horizontaal Uitwijking verticaal
4. Uitwijking horizontaal Kracht verticaal

stel je grafiek van de veerconstante ziet er straks uit zoals in de afbeelding (alleen dan met titel en juist benoemde assen). Je wilt de veerconstante gaan 

uitrekenen en kiest een punt op de grafiek. 

Stel nu dat je het vijfde punt kiest. 

Is je antwoord dan betrouwbaar? 

paragraaf 3 resulterende kracht

paragraaf 1 soorten kracht

de Resulterende kracht is de kracht die alle andere krachten kan vervangen en toch hetzelfde effect geeft.

Hoe groot is Fr?
………N
(vul alleen het getal in)

Hoe groot is Fr?
………N
(vul alleen het getal in)

Hoe groot is Fr?
………N
(vul alleen het getal in)