§4.5

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 3

§5

hefbomen

Hefbomen zijn apparaten waarmee je krachten kunt vergroten

Krachten vergroten? Probeer het volgende:

• Wat is makkelijker? Een deur openduwen dichtbij het draaipunt of helemaal aan het uiteinde?
• Rek je arm uit. Hang een tas bij je hand en vervolgens bij je elleboog.

 

Moment

Het moment is het draaieffect van een kracht 

Hefboom

Bij een hefboom leveren beide krachten een moment 

evenwicht:

moment links = moment rechts 

Hefboom

Elke hefboom heeft een draaipunt 

De afstand van de kracht to het draaipunt noem je de arm 

https:

krachtmoment en hefboomwet

De kracht is omgekeerd evenredig met de arm. 

Het moment is het draaieffect van een kracht. 

krachtmoment:

moment = kracht x arm

moment in Nm

kracht in N

arm in m

hefboomwet:

F₁ x r₁ = F₂ x r2

Hierin is:

F₁ de grootte van de ene kracht op de hefboom

F2 de grootte vand e nadere kracht op de hefboom

r1 de arm van de kracht F1

r₂ de arm van de kracht F2 

Wat is het moment bij een kracht van 30 N en een arm van 80 cm?

1. 30 Nm
2. 24 Nm
3. 2400 Nm
4. 240 Nm

Opgave uit het boek 

Fg= 32 kg x 9,8 N = 314 N

Het gewicht gaat (in de tekening) op 1,1 cm langs de as van het wiel, dus r1 = 1,1 cm.

De kracht van de handen (recht omhoog) loopt r2 = 3,5 cm van het draaipunt af. 

F1 x r1 = F2 x r2

314 N x 1,1 cm = F2 x 3,5 cm

F2 = = 99 N Daan moet dus 99 N tillen.

Katrol 

Een katrol is een werktuig waarbij niet de grootte maar de richting van de kracht verandert.

Naar beneden trekken is vaak makkelijker dan omhoog tillen.

Takel 

Een combinatie van een vaste en een losse katrol noemen we een takel. Hoe meer losse katrollen er in een takel zitten, hoe kleiner de kracht die je moet zetten en hoe meer touw je moet binnenhalen

B is een takel:

De spankracht wordt over twee touwen verdeeld, je moet wel 2x zo veel touw binnenhalen

tandwielen

met tandwielen verander je het draaimoment.

met ketting:

het voorste tandwiel is meestal groter dan het achterste tandwiel en daardor is het draaimoment ophet achterwiel kleiner. Daar staat tegenover dat de draaisnelheid toeneemt:

Het achterwiel draait sneller rond dan de trappers.