Doelen

Je weet op het einde wat:

Trek, druk, wring en buigkrachten zijn en doen op voorwerpen.
Waarmee je krachten kunt meten; Krachtmeter
Het verschil tussen massa en gewicht
Dat Newton de eenheid is van kracht en dat 1N = 100gr.
De grootte van een kracht kunt je aangeven met een pijl.
Een kracht heeft een grootte en richting
Wat hefbomen zijn en waarvoor ze dienen.
Dat de kenmerken van een hefboom Last, Inspanning en draaipunt zijn
Wat het verschil is tussen Evenwicht en stabiliteit
En bij evenwicht geldt dat Fr x ar = Fl x al
Wat katrollen zijn en waarvoor deze dienen en wat het verschil is tussen vaste en losse katrollen.

Inleiding

We hebben al ooit gesproken over materialen.

Belangrijk hierbij waren de materiaaleigenschappen zoals;

Verschillende soorten krachten — Onderschrift

Treksterkte
Elasticiteit
Druksterkte
Buigsterkte
Hardheid
Geleiding

Om een goede keuze te kunnen maken welk materiaal je gaat gebruiken moet je iets van de eigenschappen af weten. Je kunt de materialen ook testen op sterkte. Hiervoor gebruik je bijvoorbeeld een instrument dat krachten meet. Je kunt krachten, die op materialen werken in 4 soorten verdelen;

Trekkrachten, drukkrachten, wringkrachten, schuifkrachten en buigkrachten.

Beroepen

Welke beroepen kun je allemaal uitoefenen als je iets van het thema krachten af weet?

Bedenk eens een aantal beroepen die met krachten te maken heeft.

Beroepen

Effecten van krachten

Krachten kunnen verschillende effecten hebben:

Een kracht kan de vorm van een voorwerp veranderen.
Soms is de vorming maar tijdelijk. Dat zie je bij een duikplank. Als je op het uiteinde gaat staan, buigt de plank door. Als je eraf springt, krijgt de plank zijn oorspronkelijke vorm weer terug. Krachten kunnen een voorwerp ook blijven vervormen. Dat zie je bij een klomp klei die dor een pottenbakker bewerkt wordt. Maar wat dacht je van een botsproef om de sterkte van een auto te testen?

Een kracht kan de beweging van een voorwerp veranderen:

Krachten kunnen de snelheid van het voorwerp groter of kleiner maken. Een mooi voorbeeld is als je in de remmen knijpt van de fiets. De snelheid zal direct veranderen.
En ze kunnen het voorwerp van richting laten veranderen. In plaats van in de remmen knijpen trek je hier aan je stuur. Je veranderd direct van richting.

Eenheden

Het is eigenlijk een groot misverstand als jij op de weegschaal gaat staan en jezelf gaat wegen.

Wat meet je dan? Je meet je eigen massa maar in de spreektaal zeggen we dat je het gewicht meet……

In de volksmond worden massa en gewicht (helaas) door elkaar gebruikt terwijl de wetenschap totaal iets anders bedoeld!

Gewicht

Het gewicht is de kracht waarmee de aarde aan een voorwerp trekt. De eenheid van gewicht is Newton (N).

Massa

Onder massa wordt verstaan de hoeveelheid van materie. Voorwerpen die van veel materiaalgemaakt zijn hebben een grote massa. Massa wordt uitgedrukt in kilogram (kg).

Grootheid	Eenheid
m = massa	kg = kilogram
G = gewicht = Fz = zwaartekracht	N = newton
g = gravitatieversnelling	N/kg = newton per kilogram

De grootte van 1 kg is ongeveer 10 newton per kg(N/kg). Een voorwerp met een massa van 1 kg ondervindt dus een zwaartekracht van 10 N.

Massa omrekenen

Gravitatieversnelling

Onder de gravitatieversnelling (gravitatie = zwaartekracht) verstaan we het volgende:

De gravitatieversnelling is gelijk aan de zwaartekracht op een voorwerp per eenheid van massa (kilogram).

Bij het aardoppervlak werkt er op elke kilogram een zwaartekracht van 10 newton. Blijkbaar is de gravitatieversnelling dan 10 newton per kilogram. Dit wordt genoteerd als g = 10 N/kg.

Jupiter trekt harder aan voorwerpen dan de aarde. Op Jupiter geldt namelijk: g = 25 N/kg.

De gravitatieversnelling verschilt van planeet tot planeet. Zie de onderstaande tabel

Hemellichaam	Mercurius	Venus	Aarde	Maan	Mars	Jupiter	Zon
Gravitatieversnelling (N/kg)	3,7	8,9	10	1,6	3,7	25	274

De naam gravitatieversnelling slaat op de versnelling (= tempo waarin de snelheid toeneemt) van vallende voorwerpen. Daarom wordt de gravitatieversnelling ook wel valversnelling genoemd.

Zo valt een voorwerp op aarde ongeveer zes keer zo snel als op onze maan. Dat komt omdat de aarde ook zes keer zo hard aan dat voorwerp trekt als de maan. Op de maan is g namelijk slechts 1,6 N/kg in plaats van 10 N/kg.

De formule voor gravitatieversnelling is:

F_z = m x g

of te wel

g = F_z / m

Soorten krachten

Voor verschillende soorten krachten kijk ook eens op eduMedia.

In de inleiding hebben we gehad over krachten die in materialen kunnen voortkomen.

Dus krachten die in materialen werken (wring, buig, druk en trek- krachten) zijn dus een gevolg van andere krachten.

Bijvoorbeeld: wringkracht in materiaal komt tot stand door toepassing van spierkracht. De buigkracht in de vlaggenmast komt door de windkracht.

Zwaartekracht

Op elk voorwerp dat zich op aarde bevindt, werkt de aantrekkingskracht van de aarde. Deze aantrekkingskracht wordt de zwaartekracht (Fz) genoemd. Als je de massa van een voorwerp kent, kun je de zwaartekracht berekenen met: Fz=m*g.

Het volgende voorbeeld geldt voor een voorwerp op de 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.

zwaartekracht

Veer- en Span-kracht

Veerkracht ontstaat wanneer een veerkrachtig voorwerp wordt uitgerekt of ingedrukt. Als je een expander uitrekt, voel je de veerkracht aan je handen trekken.

Spankracht ontstaat wanneer een touw of kabel strak gespannen wordt

Veer en spankracht

Spierkracht

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.

Spierkracht

Magnetische kracht

Als je de polen van twee magneten bij elkaar brengt, 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 waar de magneet krachten uitoefent. Je kunt het magneetveld zichtbaar maken door ijzerpoeder rond de magneet te strooien.

Magnetische kracht

Elektrische kracht

Je kunt voorwerpen elektrische laden door ze te wrijven. Er zijn twee soorten lading: positieve lading en negatieve lading. Ladingen uitoefenen 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

Elektrische kracht

Windkracht

Dit is de kracht van de wind. Als het stormt is de windkracht groot. Windmolens maken dankbaar gebruik van windkracht. Hier wordt windkracht omgezet in elektrische energie. De constructie van windmolens moet alle stormen kunnen doorstaan.

Windkracht

Wrijvingskracht

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 velling 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 de tegenwind ontstaat ook wrijvingskracht en de auto moet harder werken om vooruit te komen waardoor de motor harder moet werken en minder zuinig zal zijn.

Wrijvingskracht

Waterkracht

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.

Waterkracht centrale

Krachten tekenen

Elke kracht heeft een grootte, een richting en een aangrijpingspunt. De kracht zelf kun je niet zien maar je kunt ze wel tekenen. Je tekent een kracht als een pijl. De kenmerken van een kracht zijn:

De lengte van de pijl geeft de grootte van de kracht aan.

De richting van de pijl geeft de richting van de kracht aan.

Het beginpunt van de pijl geeft het aangrijpingspunt aan.

Als je krachten gaat tekenen, moet je eerst aangeven welke krachtenschaal je wilt gebruiken. Je kunt bijvoorbeeld opgeven: 1 cm ≈ 5 N. Dat betekent dat een pijl met een lengte van 1 cm een kracht van 5 N voorstelt.

Meerdere krachten

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 (F_r) of ook wel de netto kracht genoemd ( F_n) 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.

De lengte van de pijl

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.

Krachten op schaal tekenen

Bij het tekenen van krachten wordt vaak een schaal gebruikt. Bijvoorbeeld dat 1 newton overeenkomt met 2 centimeter. Dat wil zeggen dat een kracht van 1 N getekend wordt als eenpijl met een lengte van 2 cm. En dat een kracht van 3 N als een pijl met een lengte van 6 cm. Enzovoort. Een korte notatie voor deze schaal is: 1 N ≡ 2 cm. Het teken ≡ betekent: “komt overeen met”.

Resultante van meerdere krachten

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 F_R. 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: F_R = 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: F_R = 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).

Krachten meten

Krachten kun je meten met een krachtmeter (ook wel veerunster genoemd). In zo'n krachtmeter zit een spiraalveer.

Hoe groter de kracht waarmee aan de krachtmeter getrokken wordt, des te verder rekt de veer uit.en met een krachtmeter.

Voor het meten van grote krachten gebruik je een krachtmeter met een stugge veer.

Voor het meten van kleine krachten gebruik je een krachtmeter met een soepele veer.

Hoe kun je kracht meten?

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.

Moment van de kracht

n veel situaties kan een voorwerp rond een bepaald punt draaien. Dit draaipunt wordt vaak met D aangeduid. Als er een kracht op het voorwerp werkt, veroorzaakt deze kracht vaak een draaiing. Naast de kracht zelf spelen de arm en het moment van de kracht hierbij een belangrijke rol.

De arm van de kracht is de afstand tussen de kracht en het draaipunt.

Het moment van de kracht wordt berekend met “kracht keer arm”.

Het moment van de kracht kan worden omschreven als “de mate waarin de kracht

draaiing van het voorwerp veroorzaakt (of tenminste wil veroorzaken)”.

In de onderstaande tabel zijn de symbolen van de drie grootheden vermeld.

Grootheid	Eenheid
M = moment	Nm
F = kracht	N
I = de afstand	m

De formule voor het moment van een kracht is dus:

M = F • I

Als bijvoorbeeld de kracht F gelijk is aan 100 newton en de arm I gelijk is aan 0,20 meter, dan geldt: M = F • I = 100 N • 0,20 m = 20 Nm. De eenheid van moment is dus “newtonmeter”.

Voorbeeld

Hiernaast is een moersleutel getekend waarmee een

vastgeroeste moer losgedraaid moet worden. Op de sleutel wordt kracht F uitgeoefend.

De kracht heeft een zogenaamde “arm”. Hieronder verstaan we de afstand

tussen de kracht en de moer. Zie de figuur.

Uit ervaring weten we dat de kans op het loskomen van de moer groter wordt als de kracht groter wordt en als de arm groter wordt. Als we het effect van de kracht op de draaiing van de sleutel willen weten is “kracht keer arm” dus van belang. In de natuurkunde staat deze grootheid bekend als het “moment” van de kracht.

Conclusie:

Hoe langer de arm (en kracht bijft gelijk) wordt het moment ook groter!

Het effect van afstand op het krachtmoment

Hefbomen

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; M_l = M_r

Er geldt dan;

Kracht links x afstand links = kracht rechts x afstand rechts.

F_links x a_links = F_rechts x a_rechts.

(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

Katrollen

Om zware massa’s op te tillen worden katrollen gebruikt.

Een katrol is een wieltje waarover een touw kan bewegen. Met een vaste katrol blijft de kracht hetzelfde maar kun je de richting van een kracht veranderen. Een kist die je op wilt tillen kun je bijvoorbeeld ophijsen met een touw en een vaste katrol (afbeelding 1).

Met een tweede katrol (losse) kun je de kracht halveren (afbeelding 2). Hiervoor moet je wel meer touw ophalen! Met vier katrollen kun je de kracht in vieren delen (afbeelding 3). Zo’n systeem van katrollen noem je een takel. Een takel bestaat uit een aantal katrollen. Je kunt zien door welk getal de verdeeld wordt, namelijk door het aantal stukken touw te tellen waaraan de kracht hangt.

Het voordeel van een takel is dat er minder kracht nodig is om een massa op te tillen. Het nadeel is dat je meer touw nodig hebt.

Wat je wint aan kracht verlies je aan afstand.

Met proefjes kun je eenvoudig krachten meten en wat krachten doen indien je van richting veranderd. Of als je meerdere katrollen gebruikt, wat gebeurt er dan?

Katrollen

Onderzoeken over krachten

Hoe meet je krachten?

Nodig: 2 krachtmeters van 5 newton

Bij het meten gebruik je meetinstrumenten. Als je kracht meet, gebruik je een krachtmeter.

1 Bekijk de krachtmeter goed.

De schaalverdeling gaat van ___ tot ___

De eenheid bij de krachtmeter is ___________

De krachtmeter op de afbeelding geeft ___ newton (N) aan.

2 Trek voorzichtig aan de meter, totdat deze 5 newton (N) aangeeft.

3 Haak deze meter en nog een tweede meter aan elkaar.

Trek aan beide krachtmeters in tegengestelde richting.

Meter 1 geeft 3 newton (N) aan.

Meter 2 geeft ___ newton (N) aan.

4 Hang je volle etui aan de krachtmeter.

De Krachtmeter geeft ……. Newton (N) aan.

Conclusie:

Hoeveel massa kun je tillen met een kracht van 1 newton?

Nodig: gewichten set van 50 t/m 300 gram • krachtmeter 5N • statief met statiefklem.

Hang een krachtmeter aan de statiefklem. Zorg dat je de meter goed kunt aflezen.
Hang een massa van 50 gram aan de krachtmeter. Lees af wat de krachtmeter aangeeft. Vul de kracht in de tabel in.
Hang een massa van 100 gram aan de krachtmeter. Lees af wat de krachtmeter aangeeft. Vul de kracht in de tabel in.

Herhaal de stappen met 150, 200 en 300 gram. Vul de waardes in de tabel in.

Massa	50 gram	100 gram	150 gram	200 gram	300 gram
Kracht	_______(N)	_______(N)	_______(N)	_______(N)	_______(N)

Conclusie:

Met de kracht van 1 newton (N) kun je een m_ _ _ _ van ______ gram optillen.

Het gewicht van een voorwerp, is de z w _ _ _ _ _ - kracht die op het voorwerp werkt.

F = m x g

(waarbij aangenomen mag worden dat g = 10 N/kg).

Hoeveel kracht is er nodig om een elastiek uit te rekken?

Nodig: elastiek • krachtmeter 5N • meetlat • tape

Elastiek kun je uitrekken. Daarvoor gebruik je kracht. Elastiek zit in je onderbroek, maar ook in de snelbinders op je fiets.

Afhankelijk van het gebruik moet elastiek gemakkelijk of juist moeilijk uitrekken.

1 Haak een elastiek aan het uiteinde van een liniaal. Zet het elastiek vast met

een stukje tape.

2 Maak het haakje van de krachtmeter vast aan het elastiek.

3 Zonder aan de krachtmeter te trekken is de kracht 0 newton (N).

Het elastiek is dan mm lang.

4 Trek aan de krachtmeter. Het elastiek rekt uit. Vul in de tabel het aantal millimeters in, dat het elastiek uitrekt.

Kracht	1N	2N	4N	5N
Uitrekking

5 Vergelijk de uitrekking bij 1 N, 2 N, 4 N en 5 N. Wat valt je op?

Als de kracht __ maal zo groot wordt, rekt het elastiek ___ maal zo ver uit.

Met een krachtmeter meet je ……

De kracht om een elastiek uit te rekken meet je in ………

Bepalen van de grootte van een kracht.

Nodig: bakje met grind • krachtmeter 5N • meetlat • potlood.

Om een voorwerp naar een andere plaats te slepen heb je kracht nodig.

Leg een bakje met grind op tafel. Met een krachtmeter sleep je het bakje rustig over de tafel. Kijk hoe groot de kracht is.

Noteer de kracht: ______________ newton (N) (noem deze kracht F1)

Een kracht teken je als een pijl. Teken de pijl die de kracht aangeeft als je het bakje over de tafel sleept. De pijl begint op de stip en heeft de richting waarin je hebt getrokken. De pijl is zoveel centimeter lang als het aantal newton dat de kracht groot is (1cm = 0,1N).
Maak het bakje zwaarder. Sleep het bakje met de krachtmeter weer rustig over de tafel. Lees de kracht af die de krachtmeter aangeeft en noem deze kracht F2.
Teken de pijl die de kracht aangeeft. De pijl begint weer bij de stip. Teken de pijl in de goede richting en met de juiste lengte!

Conclusie:

Een _ _ _ _ _t teken je als een pijl.

De lengte van de pijl geeft de _ _ _ _ t t _.aan van de kracht.

Met andere woorden; hoe groter de pijl hoe groter de kracht!

Hefbomen

Benodigdheden:

Triplex lat 20 x 620 mm, gewicht van 300gr, krachtmeter 5N, statief met statiefklem

Doel: Je gaat onderzoeken hoe een hefboom werkt en wanneer er evenwicht is.
Benoem de termen draaipunt, inspanning en last.

Bouw de opstelling en gebruik het gewicht van 300gr als contragewicht.
Controleer het gewicht van het contragewicht.

De zwaartekracht op het contragewicht is ………… N

Dus het contragewicht weegt ………….. gram.
Hang het contragewicht links van het draaipunt. De kracht op het contragewicht noem je de inspanning.
Haak de krachtmeter in het eerste gaatje rechts van het draaipunt.
Trek met de krachtmeter de lat (hefboom) naar beneden tot de lat precies horizontaal staat. De krachtmeter geeft de last aan. Lees de kracht af die daarvoor nodig is. Vul de tabel in.
Haak de krachtmeter in de andere gaatjes. Vul de tabel in.

Afstand draaipunt	100 mm	200 mm	300 mm	400 mm	500 mm
Kracht	N	N	N	N	N

Conclusie:

Je ziet dat de kracht zoveel groter wordt als je het gewicht van het draaipunt af hangt. Het gewicht twee keer zo ver van het draaipunt geeft een twee keer zo grote kracht.

F_links x l_links = F_rechts x l_rechts

Hoe ontstaat evenwicht?

Nodig: stevig karton • schaar • draad • twee moeren • lijm

De bedoeling is dat de clown op zijn kop op een dunne draad kan balanceren. De clown is dan in evenwicht. De clown moet met zijn kin op het draad steunen. Dat punt noem je het draaipunt.

Neem de clown hieronder over op dun karton. Knip de clown daarna uit en plak hem op dun karton.
Span een draad tussen de twee statieven. Probeer of de figuur blijft balanceren op het draad. Lukt dat?

Conclusie 1:
De clown blijft wel / niet in evenwicht.

Het meeste gewicht van de clown zit _ _ v _ _ het draaipunt.

Lijm twee moertjes op de handjes.
Probeer of de clown nu in evenwicht blijft.

Conclusie 2:
Met de twee moertjes zit het meeste gewicht o _ _ _ _ het d _ _ _ i p _ _ _.

Krachten en katrollen

Nodig: gewichten • katrol • krachtmeter 5N • statief met statiefklem • draad

Het valt niet mee om te verhuizen in Amsterdam. Zeker niet als je een zware kast hebt die op een verdieping moet komen.

Een handige uitvinding, die bij het hijsen kan helpen, is een katrol.

Maak een draad aan een gewicht. Trek met een krachtmeter het gewicht omhoog. Lees de krachtmeter af en noteer hoeveel newton het aangeeft: _______ N. Deze kracht wordt ook wel de trekkracht genoemd.
Klem een katrol in de statiefklem.
Het draad loopt over het katrol. Gebruik een krachtmeter om het gewicht omhoog te trekken. De krachtmeter geeft _______ N aan.
Je ziet twee manieren om een gewicht met een katrol omhoog te trekken.
Probeer ze allebei uit.
Manier 1: Het gewicht omhoog bewegen door de krachtmeter recht omlaag trekken.
De krachtmeter geeft ______N aan.
Manier 2: Het gewicht omhoog bewegen door de krachtmeter schuin omlaag trekken.
De krachtmeter geeft ______ N aan.

Conclusie:

Met een vaste katrol verander je de _ _ c h _ _ _ _ van de kracht. De grootte verandert dan niet!

Vaste en losse katrollen

Benodigdheden; Statief met statiefklemmen, katrol met haakje, draad, set gewichten en krachtmeter 5N.

Maak de opstelling met 1 katrol. Je gebruikt een gewicht van 200 gram. Het draad loopt over de katrol en dan weer naar beneden. Trek het gewicht met de krachtmeter omhoog.

De krachtmeter geeft ………………… N aan.
Maak de opstelling met twee katrollen. Je gebruikt een losse katrol. Trek het gewicht met de krachtmeter omhoog.

De krachtmeter geeft ………………… N aan.
Herhaal de bovenstaande metingen met andere gewichten. Vul de tabel in.

	100 gram	200 gram	300 gram
Trekkracht bij één katrol.	N	N	N
Trekkracht bij één vaste en één losse katrol	N	N	N

Conclusie:

Met een vaste katrol verander je de ……………………………………. Van een kracht.

Met een losse katrol kun je de Gr…………………………. Van de kracht veranderen.

Vragen

intro en algemeen

Het arrangement Thema krachten is gemaakt met Wikiwijs van Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, maakt en deelt.

Auteur: Stadion Natuur en Techniek
Laatst gewijzigd: 30-11-2016 10:32:48
Licentie: Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding 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.

Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Aanvullende informatie over dit lesmateriaal

Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:

Eindgebruiker: leerling/student
Moeilijkheidsgraad: gemiddeld

Bronnen

Bron	Type
Beroepen http://www.betamentality.nl/?pid=17&page=DE	Link
zwaartekracht http://schooltv.ntr.nl/video/het-klokhuis-breaking-news-zwaartekracht/#q=zwaartekracht	Link
Veer en spankracht http://schooltv.ntr.nl/video/veerkracht-daar-zit-wel-rek-in/#q=veerkracht	Link
hefbomen http://beeldbank.schooltv.nl/oneclip.jsp?id=25914	Link
Katrollen http://www.schooltv.nl/beeldbank/clip/20101018_katrol01	Link

Download
Downloaden

Het volledige arrangement is in de onderstaande formaten te downloaden.

pdf

json

IMSCP package

Metadata

Metadata overzicht (Excel)

LTI

Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI koppeling aan te gaan.

Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.

Arrangement

IMSCC package

Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.

IMSCC package

Voor developers

Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op onze Developers Wiki.
Sluiten
Wikiwijs is een dienst van