Hoofdstuk 6: Kracht
Paragraaf 1: Soorten kracht
1
2 In de linker afbeelding werkt de zwaartekracht loodrecht naar beneden en de werkt een spierkracht in de richting waarin de persoon tegen de steen duwt.
In de rechter afbeelding werkt ook een zwaartekracht loodrecht naar beneden en een wrijvingskracht tegen de bewegingsrichting in. Let erop dat er GEEN kracht werkt in de bewegingsrichting. De reden dat de steen toch naar rechtsboven beweegt, is door de spierkracht die eerder is uitgeoefend op de steen.
3 Eerst meten we de linker pijl op. Op mijn computerscherm vond ik 2,8 cm (dit kan natuurlijk anders zijn op een scherm met een andere grote. Het eindantwoord moet echter wel hetzelfde zijn ongeacht de grootte van het scherm)
Er geldt dus 2,8 cm = 0,15 N
Als we beide kanten delen door 2,8 cm, dan vinden we:
0,15 / 2,8 = 0,054 N De krachtenschaal is dus:
1 cm = 0,054 N
De rechter pijl is 5,1 cm lang. Dit komt overeen met:
5,1 x 0,054 = 0,27 N 4
a. De kracht schuin omhoog is de spankracht. De kracht naar beneden is de zwaartekracht.
b. Eerst meten we de zwaartekracht op. Op mijn computerscherm vond ik 2,7 cm (dit kan natuurlijk anders zijn op een scherm met een andere grote. Het eindantwoord moet echter wel hetzelfde zijn ongeacht de grootte van het scherm)
Er geldt dus 2,7 cm = 390 N
Als we beide kanten delen door 2,7 cm, dan vinden we:
390 / 2,7 = 144 N
De krachtenschaal is dus:
1 cm = 144 N
De rechter pijl is 3,2 cm lang. Dit komt overeen met:
3,2 x 144 = 462 N
Paragraaf 2: De veer
1 m = 75 kg
Fz = m x g
Fz = 75 x 9,81 = 736 N
2 m = 10 kg
g = 1,63 m/s/s Fz = m x g
Fz = 10 x 1,63 = 16 N 3 m = 80 g = 0,080 kg
u = 10 cm Fz = m x g
Fz = 0,08 x 9,81 = 0,78 N C = Fveer / u
C = 0,78 / 10 = 0,078 N/cm 4 C = 7,2 N/cm
u = 8 cm Fveer = C x u
Fveer = 7,2 x 8 = 57,6 N m = Fz / g
m = 57,6 / 9,81 = 5,9 kg
5 C = 45 N/m
m = 1,5 kg Fz = m x g
Fz = 1,5 x 9,81 = 14,7 N u = Fveer / C
u = 14,7 / 45 = 0,33 m 6 u = 12 cm = 0,12 m
C = 95 N/m Fveer = C x u
Fveer = 95 x 0,12 = 11,4 N m = Fz / g
m = 11,4 / 9,81 = 1,2 kg 7 u = 5 – 4,2 = 0,8 cm
Fz = m x g
Fz = 55 x 9,81 = 540 N C = Fveer / u
C = 540 / 0,8 = 674 N/cm
8 u = 5 cm = 0,05 m m = 5 kg
Fz = m x g
Fz = 5 x 9,81 = 49 N
C = Fveer / u
C = 49 / 0,05 = 981 N/m
Fz = m x g
Fz = 6 x 9,81 = 59 N
u = Fveer / C
u = 59 / 981 = 0,06 m = 6 cm 9
a. u = 52 cm = 0,52 m C = 1600 N/m Fveer = C x u
Fveer = 1600 x 0,52 = 832 N m = Fveer / g
m = 832 / 9,81 = 85 kg b. u = 35 cm = 0,35 m
C = 1600 N/m Fveer = C x u
Fveer = 1600 x 0,35 = 560 N m = Fz / g
m = 560 / 9,81 = 57 kg.
10 g op Venus is gelijk aan 8,88 m/s2. Dit is kleiner dan op aarde. De zwaartekracht op Venus is dus kleiner dan op aarde. De zwaartekracht kan dus niet de oorzaak zijn van de grote kracht, dus het moet de luchtdruk zijn.
11 m = 1,2 kg C = 350 N/m Fz = m x g
Fz = 1,2 x 9,81 = 11,8 N u = Fveer / C
u = 11,8 / 350 = 0,034 m = 3,4 cm 10 + 3,4 = 13 cm
12 m = 800 g = 0,8 kg C = 3,5 N/cm
Totale lengte veer = 30 cm Fz = m x g
Fz = 0,8 x 9,81 = 7,8 N u = Fveer / C
u = 7,8 / 3,5 = 2,2 cm 30 cm – 2,2 cm = 27,8 cm
De originele lengte van de veer is 28 cm.
13 m = 75 kg
u = 52 cm = 0,52 m Fz = m x g
Fz = 75 x 9,81 = 736 N C = Fveer / u
C = 736 / 0,52 = 1415 N/m
m = 85 kg C = 1415 N/m Fz = m x g
Fz = 85 x 9,81 = 834 N u = Fveer / C
u = 834 / 1415 = 0,59 m 14 m = 400 g = 0,4 kg
C = 80 N/m
totale lengte = 12 cm Fz = m x g
Fz = 0,4 x 9,81 = 3,9 N u = Fveer / C
u = 3,9 / 80 = 0,049 m = 4,9 cm 12 – 4,9 = 7 cm
15 m = 50 g = 0,050 kg Fz = m x g
Fz = 0,050 x 9,81 = 0,49 N C = Fveer / u
C = 0,49 / 3 = 0,16 N/cm
m = 115 g = 0,115 kg Fz = m x g
Fz = 0,115 x 9,81 = 1,1 N u = Fveer / C
u = 1,1 / 0,16 = 6,9 cm
Paragraaf 3: De resulterende kracht
1
2 De resulterende kracht is 20 N en wijst naar rechts. De kracht die naar rechts werkt moet dus 20 N groter zijn dan de kracht naar links. Als de wrijvingskracht 40 N is, dan moet de
spierkracht dus gelijk zijn aan:
40 + 20 = 60N
3 De resulterende kracht is 35 N. De kracht naar rechts moet dus 35 N groter zijn dan de kracht naar links. De kracht naar rechts is dus: 35 + 65 = 100N
4 -
5
6 De hieronder gebruikte waardes van de lengtes van de pijlen kunnen afwijken van de door jou gevonden waarden, omdat de schaal op je scherm of printje veranderd kan zijn.
Stel dat de pijl van 150 N op jouw scherm 3,6 cm is, dan vinden we dat 1 cm overeenkomt met:
150 / 3,6 = 42 N
De schaal wordt dus 1 cm = 42 N. Stel dat de resulterende kracht 5,0 cm is, dan vinden we met deze schaal 42 x 5,0 = 210 N
8 De afmetingen van de pijl liggen aan de grootte van je scherm. Als je goed meet, vind je dat de linker pijl overeenkomt met 5 N. De resulterende kracht is dus 10 – 5 = 5N.
In het tweede voorbeeld vinden we Fres = 13N
9 De afmetingen van de resulterende kracht liggen aan de grootte je scherm. Als je goed meet vind je Fres = 53 kN.
10 Teken de parallellogram, bepaal de schaal en bepaal Fres. Fres = 170 N
