Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Kracht en beweging (hfst. 4)

1,212 views

Published on

Slides bij NASK (Thieme), hoofdstuk 4: Kracht en beweging

Published in: Education
  • Be the first to comment

Kracht en beweging (hfst. 4)

  1. 1. Kracht & Beweging
  2. 2. Haar leeftijd is 14 jaar. grootheid = +getal eenheid In de natuurkunde worden grootheden meestal uitgedrukt door een combinatie van een getal en een eenheid.
  3. 3. De eenheden in het Système International (SI) worden wereldwijd als standaard gebruikt, o.a. voor alle formules De basis SI-eenheden Voorbeelden van afgeleide SI-eenheden Voorbeelden van overige eenheden m s mol kg K A cd meter afstand (s) seconde tijd (t) mol hoeveelheid (n) kilogram massa (m) kelvin temperatuur (T) ampère stroom (I) candela lichtsterkte (L) in inch afstand (s) h uur tijd (t) l oz ºC cal liter volume (V) ounce massa (m) grad. celsius temperatuur (T) calorie energie (E) km/h snelheid (v) N newton kracht (F) Pa J W Hz pascal druk (p) joule energie (E) watt vermogen (P) hertz frequentie (f) m/s snelheid (v) kg/m3 dichtheid (ρ)
  4. 4. Er zijn ongeveer 100 natuurkundige grootheden, waarvan je een selectie dagelijks tegenkomt lengte (l) in meter (m) tijd (t) in seconde (s) hoeveelheid (n) in mol (mol) massa (m) in kilogram (kg) temperatuur (T) in kelvin (K) stroom (I) in ampère (A) lichtsterkte (L) in candela (cd) dichtheid (ρ) (kg/m3 ) energie (E) in joule (J) warmte (Q) in joule (J) arbeid (W) in joule (J) snelheid (v) (m/s) versnelling (a) (m/s2 ) kracht (F) in newton (N) druk (p) in pascal (Pa) vermogen (P) in watt (W) frequentie (f) in hertz (Hz) spanning (U) in volt (V) volume (V) (m3 ) oppervlak (A) (m2 ) hoek (θ) in graden (º)
  5. 5. Check of je geen fouten maakt in 4 stappen F A L S NIET Fz = 800 N WEL Fz = m • g = 800 N NIET Het duurt 59 s WEL Ja, binnen 1 minuut NIET Hij rent 3 km/s WEL Hij rent 3 m/s NIET 2 • 3 = 6,000 WEL 2 • 3 = 6 NIET De lengte is 10 WEL De lengte is 10 meter EFormule Antwoord Logisch Significantie Eenheid
  6. 6. Uitleg Opdracht maken Vastlopen Klaar zijn Informatie zoeken Nakijken Niet gevonden Fout Goed Nieuwe opdracht kiezen Gevonden Uitleg vragen Informatie opzoeken en uitleg vragen zijn leerzaam, maar afsnijden is pure tijdverspilling
  7. 7. Als er een kracht op een voorwerp werkt, verandert óf de snelheid óf de vorm Verandering van snelheid Verandering van vorm
  8. 8. In de natuurkunde worden krachten getekend met pijlen Beginpunt van de pijl is het aangrijpingspunt van de kracht Richting van de pijl is de richting van de kracht Lengte van de pijl is de grootte van de kracht
  9. 9. Sommige krachten werken op afstand Zwaartekracht Magnetische kracht N Z N Z Elektrische kracht
  10. 10. Sommige krachten werken direct op een voorwerp Normaalkracht Spankracht Spierkracht Kleefkracht Veerkracht Opwaartse kracht Schuifwrijving Rolwrijving Luchtwrijving
  11. 11. Scalars en vectoren Massa Scalar grootheid zonder richting Vector grootheid met richting Kracht SnelheidAfgelegde wegTemperatuurVolume
  12. 12. Als in het zwaartepunt van een voorwerp een gat wordt gemaakt en het voorwerp daar doorheen tegen een muur wordt gespijkerd, dan blijft het voorwerp onder elke hoek stil hangen zwaartepunt spijker draairichting
  13. 13. 3 Het zwaartepunt (aka “massamiddelpunt”) zit op het snijpunt van de zwaartelijnen 1 Hang het voorwerp aan een willekeurig punt en trek de eerste zwaartelijn, recht naar beneden 2 Hang het voorwerp aan een ander punt en trek de tweede zwaartelijn Het bepalen van het zwaartepunt verloopt in 3 stappen
  14. 14. Het steunvlak van een voorwerp is het gebied tussen de verst uiteenliggende steunpunten
  15. 15. Een voorwerp is in evenwicht als het zwaartepunt boven het steunvlak ligt evenwichtkantelt naar links kantelt naar rechts
  16. 16. Normale massaKleine massa Grote massa Massa Bepaalt hoeveel kracht nodig is om een voorwerp te versnellen
  17. 17. 80 kg ≈ volwassen man1 kg ≈ 1 liter water De kilogram (kg) is de SI-eenheid van massa (m)
  18. 18. Zwaartekracht (FZ ) … en gericht naar het middelpunt van de aarde… is afhankelijk van de massa … 1 kg Fz = m • g Fz = m • 10 N/kg Fz = m • 10 N/kg = 1 kg • 10 N/kg = 10 N Fz = m • 10 N/kg = 5 kg • 10 N/kg = 50 N 5 kg 10 N 50 N
  19. 19. De zwaartekracht (FZ ) op een voorwerp is recht evenredig met de massa en de zwaartekrachtversnelling FZ Zwaartekracht [N] Zwaartekracht- versnelling [N/kg of m/s2 ] gm Massa [kg]
  20. 20. VersnellingRust Massa Zwaartekracht kracht waarmee de aarde (of ander hemellichaam) aan een ander voorwerp trekt Fz = m • g Gewicht kracht dat een voorwerp op de ondersteuning of ophanging uitoefent constante eigenschap van een voorwerp 80 kg 800 N 800 N ~1000 N 80 kg 800 N door de versnelling wordt je extra in je stoeltje gedrukt: groter gewicht in rust geldt: gewicht is gelijk aan zwaartekracht Er is een verschil tussen massa, zwaartekracht en gewicht
  21. 21. Hoe reken je massa om naar gewicht? 4 N 8 N Hoe reken je gewicht om naar massa? Fz = m • g → m = Fz / g m = 4 N / (10 N/kg) m = 0,4 kg Fz = m • g → Fz = 0,8 kg • (10 N/kg) Fz = 8 N Met een veerunster meet je gewicht 0,4 kg 0,8 kg
  22. 22. b l Drie dimensies (3D) Afstand (s) geeft de ruimte tussen objecten aan en vormt de eerste drie dimensies: lengte (l), breedte (b) en hoogte (h) l Een dimensie (1D) l Twee dimensies (2D) b h Groot Doorsnede melkweg 1021 m s s s Normaal Voetstap 1 m Klein Doorsnede atoomkern 10-15 m
  23. 23. De meter (m) is de SI-eenheid die hoort bij afstand Vroeger gekoppeld aan slinger en sec. 1 m Nu gekoppeld aan lichtsnelheid en sec. 0 s 1 m 1 s0 s s 1 299792458
  24. 24. Tijd (t) is de vierde dimensie en zorgt ervoor dat dingen na elkaar kunnen gebeuren NU (2017) Big Bang 14.000.000.000 j Aarde 4.500.000.000 j Homo sapiens 200.000 j Boekdrukkunst 600 j Internet 50 j WWW (1991) NatuurKunJe (2017) Snapchat (2011) iPhone (2007)Macintosh (1984)
  25. 25. Nu gekoppeld aan Cs-133 133 55Cs De seconde (s) is de SI-eenheid die hoort bij tijd (t) Vroeger gekoppeld aan de zonnedag 1 s = (1/86.400) dag 1 s = 9192631770 TCs-133 TCs-133 = 1 dag x 24 h/d x 60 m/h x 60 s/m = 86.400 s
  26. 26. De snelheid (v) van een voorwerp geeft aan hoeveel afstand (s) er in een bepaalde tijd (t) wordt afgelegd kleine s t = 0 s t = 1 s v = 0 grote v kleine v grote s
  27. 27. v De snelheid (v) is recht evenredig met de afgelegde weg (s) en omgekeerd evenredig met de benodigde tijd (t) s tGemiddelde snelheid [m/s] Afstand [m] Δx Δt of Tijd [s] Verschil in plaats [m] Verschil in tijd [s]
  28. 28. 0 10 m Om snelheid (v) te meten, wordt vaak een verschil in plaats (Δx) en een verschil in tijd (Δt) gebruikt 7,2 s 3 7 7,7 s Δt Δx v v = Δx / Δt Δx = 7 m - 3 m = 4 m Δt = 7,7 s - 7,2 s = 0,5 s v = 4 m / 0,5 s = 8 m/s
  29. 29. 2017 Jaar (y) Alle tijdseenheden kun je naar elkaar omrekenen JAN Maand (mo) • 12 Dag (d) • 30,4 * Uur (h) • 24 Minuut (min) • 60 • 365,25 * Seconde (s) • 60 • ~30 miljoen • 3600 * om kalenderjaren gelijk te houden aan tropische jaren, heeft een kalenderjaar bijna elke 4 jaar één extra dag
  30. 30. Het omrekenen van snelheid vereist dat je de eenheden van afstand en tijd afzonderlijk omrekent m/s km/h 1 m s km h 1 1000 1 3600 3,6 km/h 3600 1000 km h 1 km h 1000 m 3600 s m/s 1 3,6 1 m/s = 3,6 km/h
  31. 31. Een grafiek geeft in vijf stappen informatie over grootheden 0 6 12 18 24 0 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 Neerslag(mm/h) Temperatuur(ºC) Tijd (h) 15,5 ºC om 12:00 9 mm/h rond 20:30 Laagste T om 05:30 1. Grootheden Wat staat er op de assen? 2. Eenheden In welke eenheden zijn de grootheden gegeven? 3. As-labels Welke waarden staan er op de assen? 4. Vraag Wat wil je uit de grafiek halen? 5. Aflezen Kijk op de goede plek
  32. 32. Een vt-diagram laat zien hoe de snelheid (v) verandert met de tijd (t) v (m/s) t (s)0 2 4 5 10 stilstaan constant rennen versnellen vanuit stilstand
  33. 33. Bij versnellen wordt de snelheid steeds groter en bij vertragen wordt de snelheid steeds kleiner Versnellen VertragenConstante snelheid v t v t v t
  34. 34. a = 0 a > 0 Als een voorwerp versnelt (a), wordt de snelheid (v) groter
  35. 35. De lichtsnelheid is de hoogst haalbare snelheid in het heelal 300.000.000 299.792.458 Snelheid (m/s) 10.000 Rakket 100 Auto 10 Fiets 1 Wandelen Licht
  36. 36. 1 JAN Een lichtjaar (ly) is de afstand die licht in één jaar aflegt 1 ly 31 DEC ly = vlicht • tjaar vlicht = 3 • 108 m/s tjaar = 365 d • 24 h/d • 60 m/h • 60 s/m = 31.536.000 s = 31,5 • 106 s ly = 3•108 m/s • 31,5•106 s ≈ 1016 m s = v • t v = s / t
  37. 37. Newton (N) De SI-eenheid van kracht (F) De kracht waarmee je 1 kg een versnelling van 1 m/s2 kan geven 1 N 10 N 500 N
  38. 38. Een voortstuwende kracht leidt tot het versnellen van een voorwerp Fspier FZ,// FZ,// Fmotor
  39. 39. Een tegenwerkende kracht leidt tot het vertragen van een voorwerp FZ,// FW,rolFW,lucht Frem FW,rol FZ,// FW,lucht
  40. 40. Fres = Fvoortst. - Ftegenw. in 1 dimensie De resultante kracht (Fres ) is de som van alle krachten op een voorwerp en wordt ook wel nettokracht genoemd in 2 of 3 dimensies 100 N 100 N 100 N 400 N Fres = 100 N Fres FW,lucht FZ
  41. 41. Als een voorwerp in een bepaalde richting niet versnelt, heffen alle krachten in die richting elkaar op Zwaartekracht (FZ ) & Normaalkracht (FN ) Zwaartekracht (FZ ) & Opwaartse kracht (Fop ) Zwaartekracht (FZ ) & Veerkracht (FV ) Wrijvingskracht (FW ) & Spierkracht (Fspier )

×