Natuurkunde VWO

1. Natuurkunde VWO • Kracht en moment (Hoofdstuk 3)

2. Tot nu toe: • Beschrijving van beweging (zonder naar de oorzaak te kijken) • Nu ook: waardoor verandert een snelheid van een massa? • Antwoord: doordat op de massa een kracht werkt

3. Kracht als vector (§ 3.1) • Richting van kracht belangrijk • Optellen van krachtvectoren • Kop-staartmethode • Parallellogram-methode • Som van krachten: resulterende kracht • Ontbinding van kracht in twee componenten (gebruik sin en cos)

4. Trouwens…………….. • Niet alleen krachten zijn vectoren • Alle natuurkundige grootheden, die zowel een grootte als een richting hebben, heten vectoren • Voorbeelden: plaats (s), snelheid (v) en versnelling (a)

5. Krachten in evenwicht (§ 3.2) • Som van de krachten = 0, dan blijft het voorwerp op zijn plaats (of heeft constante snelheid (§ 3.3)) • Andersom: als een voorwerp op zijn plaats blijft (of constante snelheid heeft (§ 3.3), dan is de som van de krachten gelijk aan 0 • Voorbeelden genoeg: boek op tafel, touwtrekken etc. • Gebruik optellen en ontbinden van vectoren!

6. Oefenen met krachten en vectoren • Lees § 3.1 en 3.2 • Een handige internetsite, waarmee je het optellen van twee of meer vectoren ziet gedemonstreerd - klik aan: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/ph_nl/resultant_nl.htm of http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/vector_nl/vector_nl.html • Een andere site, voor het ontbinden van vectoren - klik aan:http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/ph_nl/forceresol_nl.html • Oefenen met ontbinden van krachten: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/evenwicht_nl/3krachten_nl.htm • Oefenen met ontbinden van krachten op een hellend vlak: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/forceDiagram_nl/forceDiagram_nl.html en http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/ph_nl/inclplane_nl.htm

7. Drie wetten van Newton: de eerste wet (§ 3.3) • Als een voorwerp geen kracht (preciezer: de som van de krachten = 0) ondervindt, is het in rust of beweegt het eenparig langs een rechte lijn • Andersom gezegd: als een voorwerp een snelheidsverandering ondervindt, moet er wel een kracht op werken (of: is de som van de krachten ongelijk aan 0). • Traagheid is verzet van een massa tegen snelheidsverandering

8. Drie wetten van Newton: de tweede wet (§ 3.4) • F=m x a • of preciezer:  F=m x a m.a.w. de som (resultante) van alle krachten is gelijk aan de massa maal zijn versnelling) • Eenheid - Newton: 1 N = 1 kg.m.s-2

9. Drie wetten van Newton: derde wet – verschillende soorten krachten (§ 3.5) • Actiekracht = - reactiekracht • Zwaartekracht Fz = m*g • Enige voorbeelden: normaalkracht, wrijvingskracht, veerkracht en spankracht

10. § 3.6 Wrijving • Schuifwrijving, rolwrijving en luchtwrijving zijn altijd tegenwerkende krachten! • Altijd geldt: 0 ≤ Fw ≤ Fw,max • N.B.: Wrijvingskracht kan nooit ofte nimmer groter zijn dan de actiekracht (Immers: Wat zou er gebeuren met het blok in de middelste figuur als Fw groter zou zijn dan de trekkracht naar rechts?)

11. Oefenen met wrijvingskrachten Om te oefenen met wrijvingskrachten: klik aan http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/friction_nl/friction_nl.html

12. Enige misverstanden uit de weg ruimen: • Op een voorwerp in rust of in eenparige beweging kunnen dus wel degelijk krachten werken (maar de som ervan = 0) • De actiekracht werkt altijd van voorwerp A op B, en de reactiekracht van B op A, m.a.w. actiekracht en reactiekracht werken nooit op hetzelfde voorwerp!

13. Zwaartepunt (§ 3.7) • Zwaartepunt van een massa • Symmetrische massa’s • Massa’s met onregelmatige vorm • Zwaartepunt kan ook buiten de massa liggen! • Werklijn van een kracht: • Alleen als van twee krachten op een massa de werklijnen samenvallen is de massa in rotatie-evenwicht

14. Moment van een kracht (§ 3.8) • Arm van een kracht: (loodrechte afstand van het draaipunt tot de werklijn van de kracht • Moment van een kracht: M = F x r • Tegen wijzers van de klok in: + • Met wijzers van klok mee: -

15. Oefeningen met momenten • Hoe ver kunnen vier gestapelde boeken boven een tafelrand uitsteken, zonder om te vallen? Klik op: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/block_nl/block_nl.html

16. Hefboom en hefboomwet (§ 3.8) • Hefbomen: alle voorwerpen die om as kunnen draaien • Hefboomwet: hefboom in evenwicht betekent Σ M = 0

17. Toepassingen van de hefboomwet (§ 3.9) • Gebruiksvoorwerpen (notenkraker, boodschappenwagen, kruiwagen, koevoet) • Tandwielen • Katrollen • Eigen lichaam: spierkracht

18. Hoofdstuk 3 van deel N1-1 is nu afgerond • Maak ter oefening de zelftoets 3.6 t/m 3.9 (te vinden op pag. 44/45 van de leerlingenhandleiding – vraag ernaar in de bibliotheek). Maak eerst alle opgaven en bekijk daarna pas de uitwerkingen ervan (zie pag. 89/90 van dezelfde handleiding)

19. Nog enkele leuke oefensites: • Krachtenverdeling op katrollen: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/wheelAxle_nl/pulley_nl.html • Principe van de hefboom: http://195.86.82.137/vakken/natuurkunde/ntnujava/hefboom_nl/hefboom_nl.htm