Embedded Files
We gebruikten al veren om krachten te meten en om te komen tot de eenheid van kracht, de newton (N). Nu gaan we die eenheid gebruiken om veren te vergelijken en om te komen tot een formule voor de veerkracht (= elastische kracht).
Veerkracht meten
Veerkracht meten
EXPERIMENT
We beschikken over een set met verschillende veren. We onderzoeken de vervorming (= lengteveandering) van deze veren in functie van de kracht die we er op uitoefenen.
Onze resultaten noteren we in een rekenblad en we laten meteen ook een grafiek maken.
ANALYSE van het experiment
Als we de kracht op een veer 2, 3, 4, ... keer groter maken, hoe verandert dan de vervorming van de veer?
Hoe heet een dergelijke relatie?
Wat valt je op als we onze data in een grafiek zetten?
Zijn de grafieken voor elke veer hetzelfde?
Wat merk je op als we telkens de kracht delen door de vervorming?
Als je de kracht deelt door de vervorming, in welke eenheid staat je resultaat dan?
Als je aan een veer trekt, hoe hard trekt de veer dan terug?
Als de kracht op de veer 2, 3, 4, ... keer groter is, dan is de vervorming ook 2, 3, 4, ... keer groter.
Een dergelijke relatie tussen 2 grootheden noemen we RECHT EVENREDIG.
We hebben dus gevonden dat de kracht op de veer recht evenredig is met de vervorming van de veer.We krijgen een rechte door de oorsprong.
Het zijn allemaal rechten maar de helling van de rechte hangt af van de gebruikte veer.
Dan krijgen we een constante waarde. Die constante waarde hangt af van de veer.
Als je de kracht deelt door de vervorming, dan staat je resultaat in newton per meter (N/m).
De veer trekt exact even hard terug als de kracht die erop wordt uitgeoefend. In alle vorige conclusies kunnen we dus het woord kracht vervangen door het woord veerkracht.
De ene veer is al "sterker" dan de andere. We vonden een waarde die dat uitdrukt: de verhouding van FV en ∆x. Die verhouding noemen we de veerconstante van de veer.
GROOTHEID - VEERCONSTANTE (k)
De VEERCONSTANTE (k) van een veer uitoefent is de de verhouding van de veerkracht (FV) en de vervorming (∆x) van de veer:
OEFENING
Ik beschik over 3 veren met verschillende veerconstante. Welke veer is het "sterkst"?
ANTWOORD
De veer met de grootste veerconstante is het sterkst.
In het voorbeeld hiernaast moet je 20 N kracht uitoefenen om de sterkste veer 1 m te vervormen. Bij de andere veren is dat maar 10 N en 2,5 N.
De resultaten van een gelijkaardig experiment over veerkracht werden in 1678 al gepubliceerd door Robert Hooke. Daarom spreken we vandaag over de wet van Hooke, die ALLEEN GELDIG is als de veer of het veersysteem na vervorming weer terugkeert naar de oorspronkelijke toestand.
DE WET VAN HOOKE
De veerkracht (FV) die een veer uitoefent, is recht evenredig met de vervorming (∆x) van die veer.
FORMULE VOOR DE VEERKRACHT
De bovenstaande evenredigheid kunnen we als een gelijkheid schrijven als we gebruik maken van de veerconstante (k):
OEFENING
Ik heb een veer met veerconstante 80 N/m. Hoeveel kracht moet ik uitoefenen als ik die veer 6,0 cm wil uitrekken?
OPLOSSING
Ik moet even veel kracht uitoefenen op de veer als de grootte van de veerkracht.
De veerkracht bereken ik zó:
k = 80 N/m
∆x = 6,0 cm = 0,060 m
OEFENING
Ik leg 5 zakken zand van 50 kg in het midden van de koffer van mijn auto, recht boven de achteras. De achterkant van de auto zakt daardoor 3,2 cm. Hoe groot is de veerconstante van de schokdempers van die auto?
OPLOSSING
Opgelet! De zwaartekracht van de zakken wordt in deze situatie netjes verdeeld over 2 schokdempers.
De kracht op elke veer is dus gelijk aan de zwaartekracht op 125 kg zand.
Nu kunnen we de veerconstante bepalen.
FV = 1226,25 N
∆x = 3,2 cm = 0,032 m
EXTRA OEFENINGEN
EXTRA OEFENINGEN
... VIND JE IN JE WERKBOEK.
Page updated
Report abuse