Newton (1643 – 1727) "Ik was als een jongen die op het strand speelt en zich vermaakt door een nog mooiere steen of schelp te vinden, terwijl de grote oceaan van de waarheid onontdekt voor mij lag."
Ik word beschouwd als één van de allergrootste natuurkundigen ooit. Mijn grootse prestatie is het ontdekken en beschrijven van drie wetten waarmee ik de grondlegger van de mechanica werd. Deze wetten zijn zeer toepasselijk ‘de wetten van Newton’ genoemd.
Mechanica is de studie naar de beweging van objecten, van het gooien van een speelbal tot de baan van een machtige planeet. Het is mijn prestatie geweest om de beweging van álle objecten, of het nou gaat om de vlucht van een ballon of de val van een eik, in drie eenvoudige wetten samen te vatten. Als de huidige beweging van een voorwerp bekend is kun je met mijn wetten bepalen hoe dit voorwerp in de toekomst verder beweegt, en hoe het voorwerp in het verleden heeft bewogen.
Dankzij dit werk is de eenheid van kracht naar mij vernoemd: de newton.
Wat ga je leren?
Leerdoelen
Aan het eind van deze opdracht kun je:
al naar gelang de situatie aangeven of er sprake is van een zwaartekracht, elektrische kracht, magnetische kracht, trekkracht, duwkracht, veerkracht, wrijvingskracht of spierkracht.
aangeven dat een kracht verantwoordelijk is voor een verandering van de snelheid, richting of vorm van een voorwerp.
het verschil tussen massa in kilogram en gewicht in Newton aan de hand van een voorbeeld beschrijven.
in een korte situatiebeschrijving aangeven of er in die situatie sprake is van eenparige, van versnelde of van vertraagde beweging. in een schematische afbeelding met één of twee krachten aangeven of er sprake is van een eenparige, een versnelde of een vertraagde beweging. Ook kun je bij een eenparige, versnelde of vertraagde beweging aangeven of er een nettokracht werkt en of deze in de bewegingsrichting werkt of daar tegenin.
de gemiddelde snelheid uitrekenen in km/uur als de afstand in km en de tijdsduur in uur gegeven is. Je kunt de gemiddelde snelheid uitrekenen in m/s als de afstand in meter en de tijdsduur in seconde gegeven is.
Wat ga je doen?
Activiteiten
Aan de slag
Activiteit
Waarnemen
Je zet samen met klasgenoten een parcours uit en bekijkt hoe jullie het parcours afleggen.
Verklaren
Je verklaart waarom de snelheid tijdens het afleggen van het parcours niet steeds hetzelfde is.
Theorie
Je bestudeert de theorie over krachten en de invloed van krachten op de beweging van een voorwerp.
Verwerken
Je beantwoordt de verwerkingsvragen.
Terugkijken
Je kijkt terug op de opdracht.
Tijd
Voor deze opdracht staat ongeveer 2 uur.
Aan de slag
Stap 1: Waarnemen
Je maakt deze opdracht in drietallen.
Maak buiten een parcours voor een rondje met de fiets, bijvoorbeeld een rondje om de school.
Zorg dat een deel van het parcours omhoog gaat en een deel omlaag.
Het is ook mooi als er verschillende soorten wegdek voorkomen in je parcours, bijvoorbeeld een stuk asfalt maar ook een stuk onverharde weg.
Het parcours moet in zo’n 1-2 minuten met de fiets af te leggen zijn.
Elk van de groepsleden legt het parcours af met de fiets.
Meet de afstand van het parcours en hoe lang het duurt om het parcours af te leggen.
Maak hier een filmpje van.
Bekijk hier waar je op beoordeeld wordt.
Je wordt als volgt beoordeeld:
Goed
Voldoende
Beginner
Parcours
Het parcours is zeer afwisselend.
Het parcours is afwisselend.
Het parcours is niet afwisselend.
Lengte parcours
Het parcours is in 1-2 minuten per fiets af te leggen.
Het parcours is bijna in 1-2 minuten per fiets af te leggen.
Het parcours is helemaal niet in 1-2 minuten per fiets af te leggen.
Film
Op de film is duidelijk zichtbaar hoe het parcours is afgelegd.
Op de film is redelijk zichtbaar hoe het parcours is afgelegd.
Op de film is niet zichtbaar hoe het parcours is afgelegd.
Afstand en tijd
Het is gelijk duidelijk hoe lang het parcours is en hoe lang het duurde om het parcours af te leggen.
Na enige moeite is het duidelijk hoe lang het parcours is en hoe lang het duurde om het parcours af te leggen.
Het is niet duidelijk hoe lang het parcours is en hoe lang het duurde om het parcours af te leggen.
Op tijd ingeleverd
De opdracht is te vroeg ingeleverd.
De opdracht is op tijd ingeleverd.
De opdracht is te laat ingeleverd.
Lever je filmpje in bij je docent.
Stap 2: Verklaren
Je hebt per fiets een parcours afgelegd. Hier is een filmpje van gemaakt.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
In de wereld om ons heen zien we voortdurend het effect van allerlei soorten krachten.
Bijvoorbeeld:
zwaartekracht
elektrische kracht
magnetische kracht
trekkracht, duwkracht
veerkracht
wrijvingskracht
spierkracht
Een kracht kan de snelheid, richting of de vorm van een voorwerp veranderen.
De zwaartekracht
Als je iets laat vallen dan valt het naar beneden. Dit komt doordat de aarde een kracht uitoefent op alle voorwerpen: de zwaartekracht.
De zwaartekracht zorgt er voor dat alles wat een massa heeft een gewicht krijgt. De massa wordt uitgedrukt in kilogram. Gewicht is een kracht en wordt uitgedrukt in newton (N).
Op aarde heeft een massa van 1 kg ongeveer een gewicht van 10 N. Een voorwerp met een massa van 3 kg heeft een gewicht van ongeveer 30 N.
De maan is lichter dan de aarde en oefent een kleinere zwaartekracht uit. Een voorwerp met een massa van 3 kg heeft op de maan een gewicht van slechts ongeveer 5 N.
Let op: In het dagelijks leven wordt het gewicht vaak in g of kg uitgedrukt, dat zou eigenlijk in newton moeten zijn.
Meerdere krachten
Soms werken er op een voorwerp meerdere krachten tegelijk.
Als de twee krachten in dezelfde richting werken, dan werken ze met elkaar mee.
Werken de krachten in tegengestelde richting dan werken de krachten elkaar tegen.
Het kan zijn dat de meewerkende kracht net zo groot is als de tegenwerkende kracht. Het totaal aan krachten (ook wel de nettokracht) is dan nul. “Netto” werken er dan geen krachten op het voorwerp.
Krachten op een voorwerp kunnen tot gevolg hebben dat de snelheid waarmee het voorwerp beweegt, verandert.
Om iets te kunnen zeggen over de verandering van de snelheid moet je iets weten over de nettokracht op het voorwerp en de richting van de kracht.
Er zijn drie verschillende situaties denkbaar:
Nettokracht is 0, dan blijft de snelheid gelijk: er is een constante snelheid of het voorwerp blijft stil staan; er is sprake van rust.
Nettokracht is groter dan 0 en in dezelfde richting als de beweging: de snelheid neemt toe: het voorwerp gaat steeds sneller bewegen: er is sprake van een versnelling.
Nettokracht is groter dan 0 en staat tegen de bewegingsrichting in: de snelheid neemt af: er is sprake van een vertraging tot het voorwerp stil staat.
Constante snelheid
Als er netto geen krachten op een voorwerp is, dan blijft de snelheid van het voorwerp gelijk: er is een constante snelheid of het voorwerp blijft stil staan.
Als een voorwerp zich met een constante snelheid beweegt, heb je het over een eenparige beweging.
Een voorbeeld. Bekijk het volgende filmpje:
Bij de sport curling wordt door de speler een curlingsteen richting een soort doelwit (het ‘huis’) op het ijs geschoven. Bij curling is goed te zien dat een voorwerp waar geen kracht op werkt een constante snelheid heeft. Op het moment dat de speler de curlingsteen loslaat wordt er geen duwkracht meer op de steen uitgeoefend. Op de steen werkt dan alleen een kleine wrijvingskracht. Die wrijvingskracht is heel klein omdat het ijs zo glad is. Bovendien wordt de wrijvingskracht nog verder verlaagt doordat de teamgenoten met bezems over het ijs vegen.
Als er netto geen krachten op een voorwerp is, dan blijft de snelheid van het voorwerp gelijk: er is een constante snelheid of het voorwerp blijft stil staan.
Versnelde beweging
Als de nettokracht op een voorwerp groter dan 0 is en de richting van de kracht is in de bewegingsrichting, dan neemt de snelheid van het voorwerp steeds toe: er is sprake van een versnelde beweging.
Een voorbeeld. Bekijk het volgende filmpje:
Bij parachutespringen duurt het soms enige tijd voordat de parachute wordt geopend. Bij deze vrije val naar beneden werken er twee krachten op je lichaam: de zwaartekracht en de wrijvingskracht van de lucht. Als je net uit het vliegtuig springt, is de zwaartekracht groter dan de wrijvingskracht en is er dus een nettokracht groter dan 0 in de bewegingsrichting. Er is dan sprake van een versnelde beweging. Je valt steeds sneller naar beneden.
Naarmate je sneller valt, wordt de wrijvingskracht groter. Op een gegeven moment is de wrijvingskracht net zo groot als de zwaartekracht. Je valt dan met een constante snelheid naar beneden.
Vertraagde beweging
ls de nettokracht op een voorwerp groter dan 0 is en de richting van de kracht is tegen de bewegingsrichting in, dan neemt de snelheid van het voorwerp steeds af: er is sprake van een vertraagde beweging.
Een voorbeeld. Bekijk opnieuw het filmpje van de sprong met de parachute.
Bij de val naar beneden werken er twee krachten op je lichaam: de zwaartekracht en de wrijvingskracht van de lucht. Zodra de parachute opent neemt de wrijvingskracht enorm toe en is deze (veel) groter dan de zwaartekracht. Er is een nettokracht tegen de bewegingsrichting in en dus sprake van een vertraagde beweging. Dit is goed te zien en te voelen doordat je een soort ‘ruk’ krijgt van de parachute.
Gemiddelde snelheid
De gemiddelde snelheid bereken je door de afgelegde afstand te delen door de tijd die nodig is voor het afleggen van die afstand:
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor NaSk voor vmbo leerjaar2/ 3/4. Dit is thema ’Kracht en bewegen'. Het onderwerp van deze les is: snelheid.
Je leert al naar gelang de situatie aangeven of er sprake is van een zwaartekracht, elektrische kracht, magnetische kracht, trekkracht, duwkracht, veerkracht, wrijvingskracht of spierkracht, aangeven dat een kracht verantwoordelijk is voor een verandering van de snelheid, richting of vorm van een voorwerp, het verschil tussen massa in kilogram en gewicht in Newton aan de hand van een voorbeeld beschrijven, in een korte situatiebeschrijving aangeven of er in die situatie sprake is van eenparige, van versnelde of van vertraagde beweging, in een schematische afbeelding met één of twee krachten aangeven of er sprake is van een eenparige, een versnelde of een vertraagde beweging. Ook kun je bij een eenparige, versnelde of vertraagde beweging aangeven of er een nettokracht werkt en of deze in de bewegingsrichting werkt of daar tegenin, de gemiddelde snelheid uitrekenen in km/uur als de afstand in km en de tijdsduur in uur gegeven is. Je kunt de gemiddelde snelheid uitrekenen in m/s als de afstand in meter en de tijdsduur in seconde gegeven is.
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor NaSk voor vmbo leerjaar2/ 3/4. Dit is thema ’Kracht en bewegen'. Het onderwerp van deze les is: snelheid.
Je leert al naar gelang de situatie aangeven of er sprake is van een zwaartekracht, elektrische kracht, magnetische kracht, trekkracht, duwkracht, veerkracht, wrijvingskracht of spierkracht, aangeven dat een kracht verantwoordelijk is voor een verandering van de snelheid, richting of vorm van een voorwerp, het verschil tussen massa in kilogram en gewicht in Newton aan de hand van een voorbeeld beschrijven, in een korte situatiebeschrijving aangeven of er in die situatie sprake is van eenparige, van versnelde of van vertraagde beweging, in een schematische afbeelding met één of twee krachten aangeven of er sprake is van een eenparige, een versnelde of een vertraagde beweging. Ook kun je bij een eenparige, versnelde of vertraagde beweging aangeven of er een nettokracht werkt en of deze in de bewegingsrichting werkt of daar tegenin, de gemiddelde snelheid uitrekenen in km/uur als de afstand in km en de tijdsduur in uur gegeven is. Je kunt de gemiddelde snelheid uitrekenen in m/s als de afstand in meter en de tijdsduur in seconde gegeven is.
Newton (1643 – 1727)
Je maakt deze opdracht in drietallen.
In de wereld om ons heen zien we voortdurend het effect van allerlei soorten krachten.
