Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Natuurkunde vwo 3 Hoofdstuk 3 Krachten 1 Krachten en hun eigenschappen van krachten

Dovnload 13.31 Kb.

Natuurkunde vwo 3 Hoofdstuk 3 Krachten 1 Krachten en hun eigenschappen van krachten



Datum01.08.2017
Grootte13.31 Kb.

Dovnload 13.31 Kb.

Natuurkunde VWO 4.3

Hoofdstuk 3 Krachten



3.1 Krachten en hun eigenschappen

Eigenschappen van krachten

Kracht kun je niet zien, alleen het gevolg van de kracht is zichtbaar. Het voorwerp waarop een of meerdere krachten werken, kan:

-Vervormen;

-Op zijn plaats blijven;

-Met een constante snelheid voortbewegen;

-Van snelheid veranderen.


De richting van de kracht is ook belangrijk. Een grootheid waarbij ook de richting belangrijk is, noem je de vector. Om te laten zien dat de grootheid kracht een vector is, zet je een pijltje boven de letter, dus. Behalve de grootte en de richting is de plaats waar de kracht op het voorwerp werkt bleangrijk. Deze plaats noem je het aangrijpingspunt. De plaats waar de pijl begint, plaats of beweging van het voorwerp. Er is ook een streeplijn die men de werklijn noemt. Je mag de kracht altijd verschuiven langs zijn werklijn als het gaat om de plaats of beweging van het voorwerp.

Zwaartekracht en de normaalkracht

De aarde oefend een kracht uit op ieder voorwerp dat zich op aarde of in de buurt van de aarde bevindt. Deze kracht noemt men de zwaartekracht. , waarbij Fz de zwaartekracht in Newton is, m de massa in kilogram is en g de valversnelling in m/s^2 is. De richting van de zwaartekracht is altijd naar beneden. Het aangrijpspunt is het zwaartekracht van het voorwerp.

Ook is er een normaalkracht Fn. De grootte van de normaalkracht hangt af van de situatie. De richting van de normaalkracht is altijd recht op het ondersteundend vlak. Het aangrijpingspunt is de plaats waar het ondersteudend vlak raakt aan het voorwerp.

Spankracht en veerkracht

De spankract Fspan is de kracht gericht naar het midden van de touw. De grootte van de spankracht is net zoals bij de noormalkracht afhankelijk van de situatie. Het aangrijpspunt is de plaats waar het touw aan het voorwerp vastzit.

De veerkracht bereken je met Fveer= Cu. Hierbij is Fveer de veerkracht in N, C is de veerconstante in N/m en u is de afstand waarover de veer vervormt wordt. Een grotere veerconstante betekent dat de veer stugger is. Het aangrijpingspunt is de plaats waar de veer en het voorwerp elkaar raken.

Wrijvings- en weerstandkrachten

De schuifweerstand Fw,schuif, is een tegenwerpende kracht op een voorwerp. Fw,schuif,max. is de maximale schuifwrijvingsweerstand in N, f is de wrijvingscoëfficiënt en Fn is de normaalkracht in N.De rolweerstand Fw,rol, is de kracht die op voorwerpen werkt die over de grond rollen. Ook is er een luchtweerstand. Deze kracht geld voor voorwerpen die de lucht tegen krijgen. De luchtweerstand bereken je met Fw,lucht= cw hierbij is Fw,lucht de luchtweerstand in N, Cw is de luchtweerstandcoëfficiënt, is de dichtheid van de lucht in kg m^-3, A is de frontale oppervlakte in m^2 en v is de snelheid in s^-1.


3.2 Samenstellen van krachten

Krachten waarbij de werklijnen samenvallen

De totale kracht die wordt uitgeofend, noem je de resulterende kracht Fres. Je houdt dan rekening met de richting waar in een kracht werkt.




Krachten waarbij de werklijnen een hoek maken

Om de grootte van een kracht vast te stellen gebruik je de schaalfactor.De resulterende kracht construeer je met de parallellogrammethode. Zo doe je dat:

1.Teken door de pijlpunt van de kracht F2 een streeplijn evenwijdig aan de kracht F1.

2.Tekn door de pijlpunt van F1 een streeplijn evenwijdig aan F2.

3.Teken de pijl van de resulterende kracht vanuit het aangrijpingspunt naar het snijpunt van de twee streeplijnen.

Je noemt dit het samenstellen van de resulterende kracht.


3.3 Ontbinden van krachten

Construeren van de componenten van een kracht

Er is ook een omgekeerde parallellogrammethode. De methode werkt als volgt:

1.Teken door de pijlpunt van de terkkracht twee streeplijnen evenwijdig aan de werklijnen.

2.Teken links en rechts de pijlen vanuit het aangrijpingspunt tot aan de snijpunten van de werklijnen.

Dit noemen we het ontbinden van een kracht, de twee krachten die je geconstueerd hebt, noem je de componenten van een kracht.

Berekening bij twee onderling loodrechte componenten en compontenten van de zwaartekracht bij een voorwerp op een helling

Wanneer je de lengte van de lengte van een kracht moet berekenen kun je dit ook doen door middel van SOLCALTOA (SOSCASTOA).


3.4 Krachten in evenwicht

Evenwicht van krachten

Je spreekt over een evenwicht van krachten als alle krachte op een voorwerp samen een kracht opleveren van 0 N. Bij de twe krachten betekend het dat ze allebij even groot zijn. De krachten heffen melkaar dan op.



Krachten evenwicht met twee bekende krachten

Met een krachtentekening kun je de grootte en de richting van de trekkracht bepalen. De werkwijze is als volgt:

1.Maak een tekening op schaal van de krachten F1, F2.

2.Construeer de resulterende kracht van F1 en F2.

3.Teken de derde kracht met een even grote pijl als de resulterende kracht, maar in de tegenovergestelde richting.

Krachtenevenwicht met twee onbekende krachten: de bergbeklimmer

Om vast te stellen hoe groot de spankracht is, ga je als volgt te werk:

1.Trek twee werklijnen vor de componenten van de zwaartekracht. Teken uit de eerste werklijn in het verlengde van de kabel.

2.Ontbind de zwaartekracht in zijn componenten.

3.Teken vanuit Z een pijl tegengesteld aan Fzw,1.

4.Teken vanuit Z een pijl tegengesteld aan Fzw,2.



Krachtenevenwicht met twee onbekende krachten: de schommel

De trekkracht en de spankracht kun je bepalen:

1.Teken eerst de kracht die tegengesteld is aan de zwaartekracht.

2.Ontbind de resulterende krahct in twee componenten.

3.Meet de lengte van de pijlen op en vermenigvuldig deze met de schaalfactor.

3.5 De eerste wet van Newton

Krachtwerking

Het voorwerp waarop een kracht werkt, kan: vervormen, op zijn plaats blijven, met constante snelheid voortbewegen en van snelheid veranderen.



De eerste wet van Newton: de traagheidswet

Volgens de eerste wet van Newton werkt er geen resulterende kracht op een voorwerp, als dat voorwerp in rust, is of met een constante snelheid beweegt.



3.6 De tweede wet van Newton

De tweede wet van Newton: kracht veranderd beweging

De tweede wet van Newton geeft het verband tussen de resulterende kracht op een voorwerp, de massa van het voorwerp en de versnelling van dat voorwerp.

Formule: , waarbij Fz de zwaartekracht in Newton is, m de massa in kilogram is en g de valversnelling in m/s^2 is.
3.7 De derde wet van Newton

De derde wet van Newton: actie wordt reactie

De derde wet van Newton geeft aan dat elke kracht behoort tot een krachtenpaar. Biede krachten zijn even groot maar de richting is tegengesteld. Het gewicht van een voorwerp is de kracht van dat voorwerp op een steunvlak maar ook de kracht van dat voorwerp op een touw.


3.8 Een model met krachten

Relatiepijl: de gebogen pijl in een grafisch model.

Constanten: dergelijke grootheden noem je zo.

Variabelen: grootheden die veranderen.

Onafhankelijke variabele: een variabele die onafhankelijk is.

Hulpvariabele: een kracht die je kunt berekenen door een formule.

Stoomvariabele: een variabele waarvan je de verandering berekent.



Toestandsvariabele: de grootheid die je berekent met behulp van een stroomvariabele.

  • Zwaartekracht en de normaalkracht
  • Spankracht en veerkracht
  • Wrijvings- en weerstandkrachten
  • 3.2 Samenstellen van krachten Krachten waarbij de werklijnen samenvallen
  • 3.3 Ontbinden van krachten Construeren van de componenten van een kracht
  • Berekening bij twee onderling loodrechte componenten en compontenten van de zwaartekracht bij een voorwerp op een helling
  • Krachten evenwicht met twee bekende krachten
  • Krachtenevenwicht met twee onbekende krachten: de bergbeklimmer
  • Krachtenevenwicht met twee onbekende krachten: de schommel
  • 3.5 De eerste wet van Newton Krachtwerking
  • 3.6 De tweede wet van Newton De tweede wet van Newton: kracht veranderd beweging
  • 3.7 De derde wet van Newton De derde wet van Newton: actie wordt reactie
  • 3.8 Een model met krachten

  • Dovnload 13.31 Kb.