Embedded Files
Inhoud
Inhoud
Druk
Druk
OEFENING
Fact or fake? Kan je écht met je volle gewicht gaan staan op een spijkerbed?
ANTWOORD
Ja, dat kan!
Je gewicht wordt immers verdeeld over al die spijkers.
Elke spijker gaat apart niet zoveel kracht moeten uitoefenen om je tegen de zwaartekracht in omhoog te houden.
EXPERIMENT
We zetten twee keer een massa op een steun in het zand zoals getekend in de figuur.
Het zand werkt dus de zwaartekracht van de massa en de steun tegen.
Gebeurt er iets verschillend?
ANTWOORD
Als de steun met de kleine oppervlakte in het zand rust, zakt die dieper weg.
Het gewicht wordt immers verdeeld over een kleiner oppervlak waardoor het zand sterker wordt samengedrukt of, bij een héél klein oppervlak, zelfs wordt opzij geschoven.
Om het effect te beschrijven dat een kracht heeft op een contactoppervlak, hanteren we de grootheid druk (p).
GROOTHEID - DRUK (p)
De DRUK is de grootte van een contactkracht (F) gedeeld door de oppervlakte (A) waarop die kracht werkt:
OEFENING
Bereken de druk op de vloer als een kunststof plaat van 0,5 m² met een kist erop samen een kracht van 670 N uitoefenen op de vloer.
OPLOSSING
A = 0,5 m²
F = 670 N
In de vorige oefening hebben we S.I.-eenheden gebruikt. De S.I.-eenheid van druk is dus N/m². Als eerbetoon aan Blaise Pascal (1623 – 1662) noemen we N/m² ook pascal (Pa).
S.I.-EENHEID - PASCAL
Een druk drukken we uit in pascal (Pa).
OEFENING
Het contactoppervlak tussen deze damesschoen en de vloer is (geschat) 1,7 dm². De zwaartekracht op de dame die 2 schoenen draagt is 730 N. Hoe groot is de druk op de vloer?
OPLOSSING
F = 730 N
A = 2 ∙ 1,7 dm² = 3,4 dm² = 0,034 m²
p = F / A = 730 N / 0,034 m² = 21471 N/m² = 21 kPa
OEFENING
Is de druk op de vloer groter of kleiner als een dame naaldhakken draagt in plaats van de schoenen uit de vorige oefening?
ANTWOORD
De druk is groter omdat het contactoppervlak met de vloer kleiner is en de (zwaarte)kracht gelijk blijft.
Afhankelijk van hoe ze zich beweegt, zou het zelfs kunnen dat ze nu putjes in een houten vloer duwt.
OEFENING
We leggen een aluminium traanplaat van 1,50 m² op het zand. De massa van de plaat is 20,3 kg. Hoe groot is de druk die wordt uitgeoefend op het zand?
OPLOSSING
m = 20,3 kg
A = 1,50 m²
F = FZ = m ∙ g = 20,3 kg ∙ 9,81 N/kg = 199 N
p = F / A = 199 N / 1,50 m² = 133 N/m² = 133 Pa
FYSICA THUIS
Maak een schatting van het contactoppervlak van je duim als je hard tegen een glasraam drukt. Druk dan zo hard mogelijk op een personenweegschaal en lees die af. Vertaal de meting van de weegschaal naar een kracht. Bereken de druk op je duim.
Sneeuwschoenen zorgen ervoor dat je niet wegzakt in de sneeuw. Ze verdelen je gewicht over een groter oppervlak. Zo is er minder druk op de sneeuw.
Een realistische waarde voor de druk die nodig is om de menselijke huid te doorboren is 30 MPa. De punt van deze injectienaald, met een diameter van ongeveer 0,06 mm, heeft een erg kleine oppervlakte. Er is dus weinig kracht nodig om die druk te bereiken.
Een mountainbike heeft dikke banden. Die heeft dus een groot contactoppervlak met de ondergrond en oefent daarop dus weinig druk uit. Een dergelijke band hoef je dus niet te hard op te pompen.
Een racefiets heeft dunne banden. Die heeft dus een klein contactoppervlak met de ondergrond en oefent daarop dus veel druk uit. Een dergelijke band moet je dus hard oppompen.
EXTRA OEFENINGEN
EXTRA OEFENINGEN
... VIND JE IN JE WERKBOEK.
Page updated
Report abuse