Krachten
Krachten
Soorten krachten (3 min)
Er zijn allerlei soorten krachten, bijvoorbeeld : 
- zwaartekracht;
- elektrische kracht;
- magnetische kracht (aantrekken en afstoten);
- trekkracht, duwkracht;
- opwaartse kracht (op een voorwerp dat in een vloeistof is ondergedompeld)
- veerkracht;
- wrijvingskracht;
- spierkracht.
Een kracht werkt altijd op een voorwerp.
Een kracht op een voorwerp kan drie gevolgen hebben:
- De vorm van het voorwerp verandert;
- De snelheid waarmee het voorwerp beweegt verandert;
- De richting waarin het voorwerp beweegt verandert.
Een kracht is een natuurkundige grootheid waarvoor de letter F als symbool gebruikt wordt.
De eenheid van kracht is de newton (N).
Zwaartekracht (40 min)
Op elk voorwerp op aarde, werkt de aantrekkingskracht van de aarde. Deze aantrekkingskracht heet zwaartekracht (Fz).
Weet je de massa van een voorwerp, dan kun je de zwaartekracht berekenen met:
Fz=m*g.
Newton
Voorbeeld bewerkingen voor voorwerpen op aarde:
Op een voorwerp met een massa van 1 kg werkt een zwaartekracht van 10 N.
Op een voorwerp met een massa van 2 kg werkt een zwaartekracht van 2 x 10 N = 20 N.
Op een voorwerp met een massa van 3 kg werkt een zwaartekracht van 3 x 10 N = 30 N.
Hoeveel N zwaarte kracht werkt er op jouw lichaam?
filmpje:
1. https://schooltv.nl/video/het-klokhuis-breaking-news-zwaartekracht/#q=zwaartekracht (15 min)
2. https://www.youtube.com/watch?v=NorTlAni4pc (4,5 min)
Practicum:
Bedenk naar aanleiding van filmpje 2 zelf een constructie, waarbij je een zwaartepunt maakt met meerdere voorwerpen.
Maak er een kort filmpje van, van maximaal 1 minuut voor je presentatie. (10 min)
Schrijf kort de belangrijkste informatie over zwaartekracht in je leerlingenboekje! (10 min)
Elektrische kracht (5 min)
Door over een voorwerp te wrijven(met een wollen doek), kun je het voorwerp laden. Er zijn twee soorten lading: positieve lading en negatieve lading. (net als een noord en een zuidpool van een magneet, of de + en - kant van een batterij)
Ook ladingen oefenen elektrische krachten op elkaar uit. Twee positief geladen voorwerpen stoten elkaar af, net als twee negatief geladen voorwerpen. Een positief en een negatief geladen voorwerp trekken elkaar aan.(net als bij de noord en zuidpool van een magneet)
Bron foto: DocPlayer.nl
Schrijf kort de belangrijkste informatie over elektrischekracht in je leerlingenboekje!
Veer- en Span-kracht (4 min theorie, 1 min filmpje, 15 min practicum) 
Veerkracht ontstaat wanneer een veerkrachtig voorwerp wordt uitgerekt of ingedrukt. Als je aan zo een voorwerp trekt, voel je de veerkracht aan je handen trekken. Bv een elastiek.
Spankracht ontstaat wanneer je bv een touw of kabel strak spant.
Filmpje:
https://schooltv.nl/video/veerkracht-daar-zit-wel-rek-in/#q=veerkracht (1 min)
Practicum:
Zie documenten Practicum bungeejumpen.
(Deze staat onderaan bij hefbomen, naast foto 1 op de een na laatste pagina van deze lessenserie)
Vul de antwoorden in, in je leerlingenboekje.
Schrijf kort de belangrijkste informatie over veerkracht in je leerlingenboekje!
Spierkracht (1 min theorie, 15 min practicum)
Spierkracht ontstaat doordat de spieren in je lichaam zich spannen. Op die manier kun je krachten op voorwerpen uitoefenen: je kunt ze optillen, vooruit trekken, indrukken, enzovoort.
Lees foto 0, op de een na laatste pagina van deze lessenserie op wikiwijs.
Doe het practicum van Spierkracht
(deze staat onderaan bij Hefbomen, naast foto 1 op de een na laatse pagina van deze lessenserie op wikiwijs.)
Je mag informatie opzoeken op het internet!
Magnetische kracht (5 min)
Breng de polen van twee magneten naar elkaar, dan voel je dat ze krachten op elkaar uitoefenen. Twee noordpolen stoten elkaar af net als twee zuidpolen. Maar een noordpool en een zuidpool trekken elkaar aan.
Rond elke magneet heb je een magneetveld. Dat is het gebied om de magneet heen, waar de magneet kracht kan uitoefenen. Dit magneetveld kun je zichtbaar maken door ijzerpoeder rond de magneet te strooien.
Bron afbeelding: Wikipedia
Schrijf kort de belangrijkste informatie over magnetischekracht in je leerlingenboekje!
Wrijvingskracht (5 min)
Deze kracht ontstaat als voorwerpen langs elkaar bewegen. Op het punt waar ze elkaar raken ontstaat wrijvingskracht. Door deze kracht kan warmte ontstaan. Wrijf maar eens in je handen. Je zult hierdoor voelen dat er warmte ontstaat. Van wrijvingskracht kan dankbaar gebruik gemaakt worden zoals remmen. Bij remmen wrijven remblokken tegen de velgen van je fiets waardoor je uiteindelijk van snelheid afneemt en ten slotte stopt. Soms is wrijvingskracht niet wenselijk. Denk maar eens aan het benzinegebruik van auto’s. Door tegenwind ontstaat ook wrijvingskracht en moet de auto harder werken om vooruit te komen waardoor de motor harder moet werken en minder zuinig zal zijn.
Bron foto: Slideplayer
Schrijf kort de belangrijkste informatie over wrijvingskracht in je leerlingenboekje!
Waterkracht (15 min)
Waterkracht is een van de oudste energiebronnen en werd honderden jaren geleden al toegepast, in de vorm van waterwielen die in de verschillende rivieren werden gebouwd om de energie te leveren, voor bijvoorbeeld het malen van graan. Waterkracht was ook een van de eerste bronnen van grootschalige elektrische energie ("witte steenkool") en wordt vandaag nog steeds op grote schaal toegepast voor de opwekking van elektriciteit. Denk hierbij aan vallend water, door hoogteverschillen of aan stroomversnellingen.
Bron foto: Energie vergelijken?
Filmpje:
https://www.youtube.com/watch?v=x4NlwBo-xHc
Proefje:
Doe het onderstaande proefje bij de wasbak. Ruim na het proefje alles netjes op en zorg dat je de wasbak en alles er omheen droog achterlaat.
Nodig:
- 1 papieren beker
- 1 potlood
- water
Doen:
- Prik met het potlood op drie verschillende hoogtes gaatjes in de beker.
- Zorg dat de gaatjes even groot zijn en even goed ingeprikt.
- Zet de beker onder de kraan en laat hem vol lopen met water.
- Kijk uit welk gaatje de langste straal komt.
Kijk op onderstaande site, naar de uiteg over dit proefje. Zijn jullie tot dezelde conclusie gekomen?
https://www.energiegenie.nl/zelf-doen/doe-proefjes/sterk-water
Schrijf kort de belangrijkste informatie over waterkracht in je leerlingenboekje!
Krachten meten en krachten tekenen
Hoe kun je kracht meten? (3 min)
Hiervoor kun je gebruik maken van een weegschaal of Unster.
De eenheid die krachtmeters aangeven is Newton. De hoeveelheid newton geef je aan met een getal en (N).
Als je een voorwerp van 1 kg aan een krachtmeter hangt, geeft die 10 newton aan.
Schrijf kort de belangrijkste informatie over het meten van kracht in je leerlingenboekje!
De lengte van de pijl (3 min)
Jan duwt met kracht F1 tegen een kast; Klaas met kracht F2.
Zie de figuur hiernaast. Omdat Klaas twee keer zo hard duwt wordt F2 door een twee keer zo lange pijl weergegeven.
Binnen een figuur met twee of meer krachten geldt in het algemeen dat de verhouding van de pijllengtes gelijk is aan de verhouding van de grootten van de bijbehorende krachten.
Het beginpunt van de pijl, geeft het aangrijpingspunt van de kracht aan. De richting van de pijl geeft de richting van de kracht aan.
Schrijf kort de belangrijkste informatie over de lengte van de pijlen in je leerlingenboekje!
Meerdere krachten (5 min)
Soms werken er op een voorwerp meerdere krachten tegelijk.
Als er twee krachten in dezelfde richting werken, mag je de krachten bij elkaar optellen.
Als er krachten in tegengestelde richting werken, mag je de krachten van elkaar aftrekken.
Meerdere krachten
Er werken vier krachten op een blok.
De totale kracht rechts is 180 N + 90 N = 270 N
De totale kracht links is 100 N + 150 N = 250 N
Het resultaat is dat de kracht rechts (270 N) groter is dan de kracht links (250 N) en het blokje zal dus naar rechts bewegen. De totale kracht is 270 N – 250 N = 20 N
De resulterende kracht (Fr) of ook wel de netto kracht genoemd ( Fn) is dus de kracht die overblijft. Is de resulterende kracht 0 N, dan blijft het voorwerp op zijn plaats liggen.
Voorbeeld
Iemand duwt tegen een kast. Zie de figuur hiernaast. De kracht van Iwan op de kast wordt in de figuur met een pijl weergegeven. De pijl begint bij het zogenaamde aangrijpingspunt van de kracht. Het aangrijpingspunt is de plaats waar de kracht op het voorwerp werkt en wordt vaak met een dikke stip getekend. De richting van de pijl geeft de richting van de kracht aan. De letter F geeft aan dat de pijl een kracht voorstelt. F is een afkorting van “force” wat kracht betekent.
Wanneer de tegengesrelde krachten even groot zijn, zijn de krachten in evenwicht.
Schrijf kort de belangrijkste informatie over meerdere krachten in je leerlingenboekje!
Resultante van meerdere krachten (20 min)
In veel situaties werken er op een voorwerp twee of meer krachten. Van deze krachten gaat een zekere werking uit. Vaak kunnen deze krachten worden vervangen door één enkele nieuwe kracht met dezelfde werking als de oorspronkelijke krachten. Deze kracht noemen we dan de resulterende kracht of resultante en heeft het symbool FR. Bij het vinden van de resulterende kracht moeten de oorspronkelijke krachten worden “samengesteld”.
Voorbeeld: samenstellen van twee krachten met dezelfde werklijn Jan en Piet hebben ieder een touw in handen en trekken hiermee aan een paaltje. Jan trekt met 150 N en Piet met 100 N.
Zie de figuren hiernaast. De getekende krachten werken op het paaltje.
In de bovenste figuur trekken Jan en Piet in dezelfde richting. Dat betekent dat beide krachten elkaar versterken. De resulterende kracht op het paaltje kan dan gevonden worden door de twee krachten bij elkaar op te tellen. Dus geldt: FR = 250 N.
Natuurlijk wijst de resulterende kracht op het paaltje naar rechts (net als de oorspronkelijke twee krachten).
In de onderste figuur trekken Jan en Piet in tegengestelde richting. Dat betekent dat beide krachten elkaar tegenwerken (verzwakken). De resulterende kracht op het paaltje kan dan gevonden worden door beide krachten van elkaar af te trekken. Dus geldt: FR = 50 N.
De resulterende kracht wijst naar rechts omdat de naar rechts wijzende kracht (150 N) het “wint” van de naar links wijzende kracht (100 N).
filmpje:
https://schooltv.nl/video/het-klokhuis-breaking-news-trekkracht/#q=trekkracht (15 min)
Schrijf kort de belangrijkste informatie over resultante van meerdere krachten in je leerlingenboekje!
Hefbomen
Hefbomen (6 min)
Een hefboom is een hulpmiddel om krachten te besparen. Een hefboom heeft een draaipunt en een arm. Met een hefboom kun je bewegingen verkleinen en vergroten. Met een hefboom kun je door de arm te vergroten krachten besparen. Hoe langer een hefboom is, hoe sterker je bent.
De kenmerken van een hefboom zijn dat het een draaipunt, last en inspanning heeft.
Een hefboom kan het draaipunt hebben tussen een last en de uitgeoefende kracht in.
Hefboom
Als de armlengte ongelijk zijn, dan moeten de krachten ook ongelijk zijn om de hefboom in evenwicht te krijgen. Immers; Ml = Mr
Er geldt dan;
Kracht links x afstand links = kracht rechts x afstand rechts.
Flinks x alinks = Frechts x arechts.
(F is Kracht en a is de afstand).
Voorbeelden:
Wipwap, steekwagentje, Nijptang, Slingerblijde.
Een andere hefboom heeft een last tussen het draaipunt en de uitgeoefende kracht in.
Door de lange inspanningsarm en de kortere lastarm wordt de kracht bij dit type hefboom altijd vergroot! Dit is dus echt een hefboom voor iemand die maar weinig kracht heeft. Het nadeel is wel dat de lange arm veel plaats nodig heeft.
Voorbeelden zijn:
Kruiwagen, Klauwhamer, Perforator
Dus:
- Met een hefboom kun je een kracht vergroten
- Een hefboom heeft een draaipunt
- De inspanning is de kracht die je op de hefboom uitoefent
- De last is de kracht die je met een hefboom wilt overwinnen
- Werkt de kracht ver van het draaipunt? Dan is de kracht groter
Hoe groter de hefboom, hoe meer kracht je kunt zetten
hefbomen
Wat je wint aan kracht, verlies je aan afstand
De afstand van de man tot het draaipunt is groot
Hierdoor heeft hij minder kracht nodig
Filmpjes:
https://www.youtube.com/watch?v=JDcEKLTq5ZQ (1 min)
Schrijf een conclusie over het hefboompricipe in je leerlingenboekje.
Lees foto 1 onderaan deze pagina
Hoe vergroot je je kracht? (16 min)
Opdracht 1: (10 min)
Doe de opdrachten bij practicum, Liniaal als hefboom. Het practicum vind je op de een na laatse pagina van deze lessenserie, op wikiwijs.
Opdracht:
(5 min)
Zoek een voorwerp in je omgeving, waarin een kracht vergroot wordt en schrijf in het kort op in je leerlingenboekje, hoe dit in zijn werk gaat. Deze informatie mag je opzoeken op internet.
Lees foto 2 onderaan deze pagina (10 min)
Hoe krijg je een hefboom in evenwicht?
Opdracht:
Zoek een voorwerp uit je omgeving, waarbij het hefboomprincipe gebruikt wordt, waarbij de hefboom in evenwicht is, of in evenwicht gebracht moet worden. Schrijf ik het kort op in je leerlingenboekje, hoe dit in zijn werk gaat. De informatie mag je opzoeken op internet!
Lees foto 3 onderaan deze pagina.
Hoe reken je uit of er evenwicht is? ( 10 min)
Kijk daarna onderstaand filmpje:
https://www.youtube.com/watch?v=27BP8mm1WKQ (6,3 min)
schrijf de belangrijkste dingen op in je leerlingenboekje
Lees foto 4 onderaan deze pagina ( 5 min)
Om te onthouden.
Noteer deze informatie in je leerlingenboekje!
Foto 1
foto 2
foto 3
foto 4
foto 0
Practicum bungeejumpen
