Embedded Files
Jet Exit Rig Balance: A flow-through force balance used to measure aerodynamic or propulsive forces/moments at NASA’s Glenn Research Center. [ BRON ]
Kracht is een grootheid
Kracht is een grootheid
EXPERIMENT
We trekken een spijker aan met een grote neodymium magneet en daarna met een kleine koelkastmagneet. We proberen die magneten ook erg dicht bij een blok metaal te houden zonder dat ze gaan "plakken".
Gebeurt er hetzelfde? Is er een verschil in grootte tussen de twee krachten?
ANTWOORD
Er gebeurt niet hetzelfde. Je kan spreken over grotere en kleinere krachten. Kracht is dus iets wat je kan meten.
GROOTHEID - KRACHT (F)
KRACHT kan je meten. Kracht is dus een natuurkundige GROOTHEID.
We noteren de grootheid kracht met het symbool F.
OEFENING
Noem zoveel mogelijk grootheden die je al kent uit de lessen wetenschappen.
Schrijf er het symbool bij.
ANTWOORD
Wat kan je allemaal meten?
Kracht (F), massa (m), temperatuur (θ), volume (V), oppervlakte (A), positie (x), tijd (t), ...
De eenheid van kracht
De eenheid van kracht
Krachten kunnen we meten. We hebben dus een eenheid nodig om de grootte van een kracht uit te drukken.
EXPERIMENT
We hangen een gewichtje van 25 g aan een veer. We hangen een ander gewichtje van 25 g aan die veer.
We meten dezelfde vervorming (∆x).
Als we 2, 3, ... gewichtjes aan die veer hangen, dan zien we dat de vervorming (∆x) ook 2, 3, ... keer groter wordt. We kunnen dus de uitgeoefende kracht afleiden door de vervorming (∆x) van de veer te meten. Als we dat doen gebruiken we als eenheid van kracht: "de zwaartekracht op een gewichtje van 25 g".
(Dit was de kracht die onze veer 7 cm liet uitrekken.)
We geven onze eigen eenheid van kracht een korte naam.
Wij kozen voor de naam: "maram" (Ma).
Die eenheid gaan we gebruiken door met diezelfde veer een wagentje in gang te trekken en te fotograferen.
TERMINOLOGIE - IJKEN, METEN
METEN is een grootheid vergelijken met een vooraf gekozen eenheid.
IJKEN is zorgen dat je met dat meettoestel kan meten in de afgesproken eenheid.
STEM PROJECT - EEN EIGEN MEETTOESTEL MAKEN EN IJKEN (NOG UIT TE WERKEN)
We kiezen een grootheid die we willen meten. We gaan na hoe we die grootheid zouden kunnen meten en kiezen een eigen eenheid waarmee we onze meting kunnen vergelijken. Tenslotte vertalen we onze zelfgekozen eenheid naar de standaard eenheid en ijken ons meettoestel.
NAAR HET STEM PROJECT (LINK INVOEGEN) ⧉
Als je iets wil meten, moet je een eenheid afspreken. De standaard eenheid (= S.I.-eenheid) van kracht is de newton. Om de grootte van 1 newton vast te leggen, keken ze naar hoe een kracht de snelheid van een voorwerp verandert.
Een kracht van 1 newton zorgt ervoor dat een massa van 1 kg elke seconde 1 m/s (= 3,6 km/h) sneller gaat.
EENHEID - NEWTON (N)
De standaard eenheid van kracht is de newton (N).
De newton is zó gedefinieerd:
Dat wil zeggen: een kracht van 1 newton zorgt ervoor dat een massa van 1 kg elke seconde 1 m/s (= 3,6 km/h) sneller gaat.
Klassieke krachtmeter (dynamometer) met veer die is geijkt in newton.
Leer meer OVER GROOTHEDEN & EENHEDEN.
OEFENING
"Ik meet een kracht die 25 newton groot is."
Noteer dit met correcte natuurkundige notatie.
ANTWOORD
F = 25 N
OEFENING
Een Falcon 9 raket heeft negen Merlin 1D motoren die elk een kracht van 7605 kN kunnen ontwikkelen. Noteer de gezamenlijk kracht die de motoren kunnen uitoefenen op deze raket.
ANTWOORD
F = 9 ∙ 7605 kN
= 68445 kN
= 68,445 MN
= 68,445 ∙ 106 N
= 6,445 ∙ 107 N
Leer meer OVER WETENSCHAPPELIJKE NOTATIE.
Kracht is een vectoriële grootheid
Kracht is een vectoriële grootheid
EXPERIMENT
Een plank staat rechtop op een smalle tafel. We duwen een aantal keer altijd even hard tegen de plank. We duwen eerst onderaan in het midden tegen de smalle kant, dan onderdaan in het midden tegen de brede kant, dan tegen een hoek, dan iets hoger in het midden tegen de smalle kant en tenslotte iets hoger in het midden tegen de brede kant.
Gebeurt er telkens hetzelfde?
ANTWOORD
Er gebeurt NIET hetzelfde. Soms verschuift de plank, soms valt hij om, soms roteert de plank. Blijkbaar is niet alleen de grootte van de kracht belangrijk. Het effect van de kracht kan anders zijn als je in een andere richting duwt of als je op een andere plaats duwt.
Als je een kracht meet, heb je NIET alle informatie die je nodig hebt als je alleen meet hoe groot de waarde van die kracht is. Je weet niet alles over de kracht als je alleen een getal en een eenheid neerschrijft. KRACHT is een VECTORIËLE GROOTHEiD.
KRACHT is een VECTORIËLE GROOTHEID.
Om alles over een kracht (F) te weten, heb je nodig:
de GROOTTE van de kracht.
de RICHTING van de kracht.
de ZIN van de kracht.
het AANGRIJPINGSPUNT van de kracht.
Als we de KRACHTVECTOR noteren, doen we dat met het symbool voor kracht en we zetten er een pijltje boven.
Leer meer OVER SCALARS EN VECTOREN.
OEFENING
We meten een kracht. Is dit een correcte notatie om onze meting te noteren? →
ANTWOORD
NEE. Dit is geen correcte notatie.
Je mag de grootte van de kracht zó schrijven: F = 3 N
Als je de krachtVECTOR wil noteren dat moet je ook de richting en de zin meegeven. Als je een coördinatensysteem hebt, dan kan dat bijvoorbeeld met een dergelijke wiskundige notatie:
OEFENING
Iemand trekt aan een touw. →
We meten een kracht van 30 newton. Omschrijf zo volledig mogelijk de kracht waarmee deze persoon aan het touw trekt.
ANTWOORD
De persoon oefent een kracht uit op het touw.
De GROOTTE van de kracht is 30 newton → F = 30 N
De RICHTING van de kracht is horizontaal.
De ZIN van de kracht is naar rechts op deze foto.
Het aangrijpingspunt ... is moeilijk in woorden te omschrijven. Dat kunnen we beter tekenen. (Zie verder.)
OEFENING
Een massa hangt aan een veer. De veer is uitgerekt. Het hele systeem beweegt niet en komt ook niet in beweging.
We meten een zwaartekracht van 2 newton.
Omschrijf zo volledig mogelijk de krachten die worden uitgeoefend op de massa.
ANTWOORD
Op de massa werken zeker deze 2 krachten:
de zwaartekracht.
de kracht van de veer op de massa.
Het systeem staat volledig stil en komt niet in beweging. Er is dus GEEN NETTOKRACHT. Dat wil zeggen dat 2 krachten elkaar perfect tegenwerken.
De zwaartekracht:
grootte: 2 N (FZ = 2 N)
richting: verticaal
zin: naar beneden
De veerkracht:
grootte: 2 N (FV = 2 N)
richting: verticaal
zin: naar boven
EXTRA OEFENINGEN
EXTRA OEFENINGEN
... VIND JE IN JE WERKBOEK.
Page updated
Report abuse