Direct zoeken




 

.

hefboom en katrol

De hefboomwet ❸

uitleg

Met een takkenschaar kun je gemakkelijk een grote kracht zetten (afbeelding.1). Dit komt omdat een takkenschaar werkt als een hefboom . Veel gereedschap werkt als een hefboom . Met een hefboom kun je met een kleine kracht op grote afstand van het draaipunt een grote kracht maken dicht bij het draaipunt. In het dagelijks leven kom je overal hefbomen tegen. Denk maar eens aan: klauwhamer, breekijzer, schaar, tang, spoorboom, ophaalbrug, en een torenkraan.

De afstand tussen de kracht en het draaipunt noem je de arm van de kracht . Wanneer de kracht maal de arm aan beide kanten van de hefboom even groot is, is de hefboom in evenwicht (afbeelding.2). Wat je moet onthouden over de hefboomregel is gegeven in afbeelding.3.
  Afbeelding 1

 

Afbeelding 2
  Voorbeeld 1

F₁  =  20 N
l₁  =  0,5 m
l₂  =  5 cm  =  0,05 m
F₂  =  ?

F₁  x  l₁  =  F₂  x  l
20  x  0,5  =  F₂  x  0,05
10  =  F₂  x  0,05

F₂  =  10  :  0,05  =  200 N
  Afbeelding 3

 

voorbeelden

Afbeelding 4
  Afbeelding 5
  Afbeelding 6
         
Afbeelding 7
  Afbeelding 8
  Afbeelding 9

 

links & downloads


kracht en hefboom
(0:06:09)

hefboom
     

 

NASK1/K/9-2

 

Katrollen en takels ❸

uitleg

Een katrol is een wieltje waarover een touw kan bewegen. Met een katrol 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 kun je de kracht halveren (afbeelding 2). Hiervoor moet je wel meer touw binnen halen. Met drie of vier katrollen kun je de kracht in vieren delen (afbeelding 3). Zo'n systeem van katrollen noem je een takel . Bij takels geldt dezelfde formule als bij hefbomen . Je kunt zien door welk getal de kracht verdeeld wordt door naar het aantal stukken touw te kijken waaraan de kracht hangt.    

 

Afbeelding 1
  Afbeelding 2
  Afbeelding 3

 

links & downloads


kracht en hefboom
(0:06:09)
       

 

NASK1/K/9-3

 

Momenten ❹

uitleg

In afbeelding.1 wordt een moer aangedraaid met een engelse sleutel. Door kracht te zetten op het handvat van de engelse sleutel ontstaat er een kracht die de moer laat ronddraaien. Deze draaikracht wordt een moment genoemd. Het symbool van moment is de hoofdletter M. Een moment kun je uitrekenen door de kracht die gezet wordt te vermenigvuldigen met de afstand tussen het aangrijpingspunt van de kracht en het draaipunt. De afstand tussen het draaipunt en de kracht noemen we de arm . De arm wordt afgekort met de kleine letter l.    

 

Afbeelding 1
  Afbeelding 2
  Video 1 (0:08:29)

 

Je kunt rekenen met de formule M = F x l    

 

NASK1/V/2-4

 

De momentenwet ❹

uitleg

Een simpele kurkentrekker maakt gebruik van momenten (afbeelding.1). De spierkracht veroorzaakt een draaikracht in punt S. We noemen dit een moment . Dit moment wil de kurkentrekker linksom laten draaien. De kurk bied weerstand . De kurk veroorzaakt een moment rechtsom. Wanneer deze twee momenten gelijk zijn is de kurkentrekker in evenwicht. Dan geldt de momentenwet . De momentenwet zegt:

Mlinksom = Mrechtsom
 
Een moment kon je berekenen door de kracht te vermenigvuldigen met zijn arm . M = F x l. Als je te maken hebt met twee krachten zoals bij de kurkentrekker kun je de momentenwet herschrijven als:
 
F1 x l1   =   F2 x l2
 
Deze formule noemen we de hefboomregel .
  Afbeelding 1

 

Afbeelding 2
  Afbeelding 3
  Afbeelding 4

 

links & downloads


Momentenwet introductie (0:08:31)
       

 

NASK1/V/2-4

 

Arbeid ❹

uitleg

Om een zware kist op te tillen moet je een kracht zetten (afbeelding.1). Dit kost energie . Hoe hoger je de kist wilt tillen, hoe meer energie dit kost. Deze energie noemen we arbeid . Je kunt de arbeid berekenen door de kracht te vermenigvuldigen met de afstand waarover je die kracht zet. De kracht wordt gemeten in newton en de afstand in meters. De eenheid van arbeid wordt daarom wel eens gegeven als newton maal meter, Nm. Je spreekt Nm uit als " newtonmeter ". Omdat arbeid een energie is wordt ook de eenheid Joule gebruikt. Hierbij geldt dat 1 joule = 1 Nm.   Afbeelding 1

 

Om een voorwerp tot stilstand te brengen moet je een kracht uitoefenen (afbeelding.2). De nettokracht op de fietser verricht arbeid . De energie voor deze arbeid komt van de bewegingsenergie . Bovenin het plaatje zie je een fietser die hard remt. De kracht die gezet wordt is groter en daardoor is de remweg kleiner. Onderin het plaatje zie je dezelfde fietser. Dit keert remt de fietser minder hard. De snelheid is voor beiden gelijk dus de bewegingsenergie is ook gelijk. De kracht is kleiner dus moet de remweg langer zijn om dezelfde arbeid te verrichten.   Afbeelding 2

 

Een kreukelzone maakt een auto veiliger door de remweg van de inzittenden te vergroten (afbeelding.3). Voor de duidelijkheid is de achterkant van de auto als meetpunt genomen, maar hetzelfde geldt voor de plekken van de inzittenden.

Tijdens een botsing moet de bewegingsenergie van de inzittenden gebruikt worden. Als de bewegingsenergie 0,0 is staan ze pas stil. Hiervoor moet er een nettokracht op de inzittenden werken. Door de kreukelzone wordt de remweg van de rest van de auto langer. Hierdoor wordt de remweg van de inzittenden ook groter. De grotere remweg voor de inzittenden betekent dat er een kleinere kracht nodig is om de bewegingsenergie weg te nemen.
  Afbeelding 3

 

Je kunt rekenen met de formule W = F x s   Video 1 (0:02:24)

 

links & downloads


arbeid introductie
(0:04:48)

autocrashes animatie
(0:11:31)
     

 

NASK1/V/1-1

 

| + -