Pulsar Nask 4e ed/FLEX - Hoofdstuk 8 - Kracht en beweging oefentoetsen & antwoorden

vervorming van een voorwerp, bijvoorbeeld een ei dat breekt als het valtverandering van snelheid, bijvoorbeeld een auto die wegrijdt bij een stoplichtverandering van richting, bijvoorbeeld een zeilschip dat overstag gaat of als je een bocht maakt op de fietsDit noem je een plastische vervorming. Het voorwerp kan niet zomaar meer terug veranderen. Een voorbeeld is een gebotste auto tegen een boom. De auto verandert niet zonder meer weer terug.Dit noem je een elastische vervorming. Het voorwerp verandert na het uitoefenen van de kracht terug in zijn oorspronkelijke vorm. Een voorbeeld is een tennisbal die na een service of return terug vormt in zijn oorspronkelijke vorm.grootte (hoe groot de kracht is), richting (welke kant een kracht uit werkt) en aangrijpingspunt (op welke plek de kracht begintHet fenomeen kracht kort je af met FMet een veerunster of een krachtmeter. Dit zijn geijkte instrumenten waarmee je de grootte van een kracht kunt bepalen.De grootheid kracht (F) wordt gemeten in de eenheid Newton. De afkorting van deze eenheid is N.Een krachtenschaal geeft in een tekening aan hoe groot een weergegeven kracht is. Hierdoor kun je in een tekening meerdere krachten met elkaar vergelijken en er zo een uitspraak over doen.De zwaartekracht, of gravitatiekracht, is een altijd aantrekkende kracht. Deze kracht bestaat op twee voorwerpen met elk een eigen massa. Elk voorwerp met massa heeft een eigen gravitatiekracht; hoe groter de massa is hoe groter deze gravitatiekracht. De zwaartekracht is een vorm van gravitatiekracht naar het midden toe van een hemellichaam. De Aarde, maar ook de Zon, de Maan, de andere planeten en elk ander voorwerp in het heelal heeft dus een zwaartekracht. Hoe groter de massa is van dit hemellichaam, hoe groter dus de zwaartekracht is. Jupiter heeft dus een veel grotere zwaartekracht dan de planeet Aarde, en de maan heeft een kleinere zwaartekracht dan de Aarde. Mocht je hier meer over willen weten, bezoek dan bijvoorbeeld Space Expo in Noordwijk, het Melkwegpad in Hooghalen of NEMO in Amsterdam.F = m * gKracht = massa x de valversnellingWe gaan ervan uit dat de valversnelling (g) gelijk is aan 10 N/kgDe gemiddelde snelheid is de gemiddelde afstand die je per tijdseenheid aflegt. Dat betekent in gewone woorden dat je een een bepaalde afstand in een bepaalde tijd aflegt. Bij 50 km/h leg je dus in een tijd van 1 uur een afstand van 50 kilometer af. Een snelheid kun je altijd herkennen aan de eenheid km/h (zeg; kilometer per uur) of m/s (zeg; meter per seconde). Een versnelde beweging is een beweging waarvan de snelheid met de tijd steeds toeneemt. De meewerkende kracht is groter dan de tegenwerkende kracht. Dit betekent dat je steeds harder gaat. Een voorbeeld van een versnelde beweging is als je op de fiets weg rijdt zodra het verkeerslicht op groen springt; je snelheid neemt toe omdat je gaat trappen.Een vertraagde beweging is een beweging waarvan de snelheid met de tijd afneemt. Een vertraagde beweging is het omgekeerde van een versnelde beweging. Dit betekent dat je snelheid verliest; de tegenwerkende krachten zijn groter dan de meewerkende krachten. Een voorbeeld van een vertraagde beweging is als je op de fiets gaat remmen als je ziet dat het verkeerslicht op rood springt; je snelheid neemt af omdat je gaat remmen.Een eenparige beweging is een beweging waarbij de snelheid niet verandert. je snelheid blijft dus constant. Ook stilstand (een snelheid van 0 km/h is een constante snelheid! Je hebt dus een constante snelheid als je op de fiets niet harder of zachter gaat, of als je stilstaat voor het verkeerslicht. Alle krachten zijn met elkaar in evenwicht.Een hefboom is een instrument waarmee je je kracht kunt vergroten op een voorwerp. Voorbeelden van hefbomen zijn flesopeners, scharen,  Dit is het product van je kracht keer de lengte van de werkkant van de hefboom tot het draaipunt. Dit noemen we het moment. Het moment aan de andere kant van de hefboom moet even groot zijn. Dit betekent dat door een kleine lastarm te nemen na het draaipunt, de kracht vergroot moet worden. In formulevorm ziet dit er dus zo uit:kracht (links) x lengte (links) = kracht (rechts) x lengte (rechts)De resulterende kracht is de som van de krachten. De kracht is in evenwicht als de meewerkende kracht en de tegenwerkende kracht even groot zijn. Alle meewerkende krachten en tegenwerkende krachten worden bij elkaar opgeteld en van elkaar afgetrokken: krachten die dezelfde kant uit werken tel je bij elkaar op en de krachten die elkaar tegenwerken haal je dus van elkaar af. Wat overblijft is de resulterende kracht: dit bepaalt welke kant een voorwerp zich begeeft. Vorm, richting en de snelheid. Naam van de krachtSymboolZwaartekrachtFZVeerkrachtFVSpierkrachtFSPIERWrijvingskrachtFWSpankrachtFS Nee, dit is geen eigenschap van een voorwerp. Krachten zijn een interactie, dus een wisselwerking tussen twee voorwerpen die elkaar aantrekken. Elk voorwerp heeft een eigen aantrekkingskracht (vaak onmetelijk klein!) en zal door een ander voorwerp worden aangetrokken (zoals de Aarde jou en elk ander voorwerp aantrekt). Op grotere schaal betekent dit dat de Aarde door de Zon wordt aangetrokken, maar omdat de Aarde beweegt, deze in zijn baan blijft. Het aangrijpingspunt, een krachtenschaal en daarmee een lengte van een pijl en de richting van de pijl, om de kracht te kunnen tekenen Een ander woord voor v/t diagram is een snelheid/tijd grafiek. Met een v,t diagram kun je de verandering van snelheid vastleggen per tijdseenheid. Hieruit kun je ook een beweging uit afleiden. De oppervlakte van een v,t diagram is namelijk gelijk aan de afgelegde afstand.  Dit zijn de massa van het bewegende voorwerp, de beginsnelheid van dit voorwerp en de remkracht die op dit voorwerp wordt uitgeoefend.TOELICHTING: Stel je voor dat we twee vrachtwagens hebben. De ene is volgeladen en de andere is leeg. De eerste vrachtwagen heeft dus een grotere massa dan de lege (oftewel; is zwaarder!) Beide vrachtauto’s zijn aan het rijden en  hebben dezelfde snelheid. Op precies hetzelfde gaan de twee vrachtauto’s remmen. Omdat de eerste vrachtauto zwaarder is dan de tweede, zal de eerste auto een langere remweg hebben. Dit betekent dus dat als beide vrachtauto’s op dezelfde plek stil moeten staan. Een zware vrachtwagen veel harder moet remmen dan de lege vrachtauto. De remkracht moet dus groter zijn. We noemen de moeite die een voorwerp nodig heeft om te bewegen of om af te remmen ook wel traagheid.  De reactietijd is de tijd die je nodig hebt om te kunnen reageren op een situatie. Als je geconcentreerd bent, heb je een snelle reactietijd. Als je bent afgeleid, heb je een trage reactietijd. Hierbij moet je denken aan een veiligheidsgordel  ofwel de driepuntsgordel, airbag en kooiconstructie. Andere dingen die inzittenden beveiligd zijn de kreukelzone, hoofdsteun, gelaagd glas en verstevigingsbalken in de zijkant van de portieren. de krachtmeter heeft een geschikt meetbereikkrachtmeter staat op een gesteld nulpunt wanneer deze niet belast wordtde krachtmeter mag niet bewegen tijdens een metingde krachtmeter moet op ooghoogte afgelezen kunnen wordende krachtmeter moet in dezelfde richting als de te onderzoeken kracht worden gehouden Met het begrip meetbereik bedoelen we dat een instrument tussen twee gestelde waarden goed kan meten. Dit is het gebied tussen de hoogste en laagste waarde waar het meetinstrument voor ontworpen is. Een meting is alleen maar betrouwbaar als de meting binnen het meetbereik valt. LET OP: de tekening is niet helemaal op schaal getekend. Je moet vanuit de trapper een aangrijpingspunt tekenen en vanuit dit aangrijpingspunt een pijl naar beneden tekenen: de kracht gaat immers naar beneden. Ook is aangegeven dat de krachtenschaal 1 cm overeenkomt met 25 N. Dit betekent dat je een pijl van 4 cm met de richting naar beneden moet tekenen. LET OP: Tekenen met potlood en met een geodriehoek of liniaal. Geef duidelijk het aangrijpspunt en de richting weer! Teken schematisch.  Je kunt, afgeleid uit de grafiek gemaakt op basis van de gegevens in tabel 2, zien dat er een rechte lijn wordt gevormd. Een rechte lijn die ontstaat bij een meting, is de aanwijzing dat er sprake is van een rechtevenredig verband; de verandering in de parameters is regelmatig. Massa (kg)Zwaartekracht (N)0011022033044055066077088099010100 Massa is de hoeveelheid stof. Dit druk je uit in kilogram. Het gewicht is het gevolg van de gravitatiekracht die aan deze massa trekt. Het gewicht moet je dus natuurkundig gezien uitdrukken in Newton. Op aarde heet de kracht die aan de massa trekt dus de gewichtskracht. Deze kracht is 9,81 N/kg (zeg 9,81 newton per kilogram). Deze gewichtskracht, of gravitatiekracht, is per hemellichaam verschillend.Op de maan is deze kracht bijvoorbeeld 1,63 N/kg, op Jupiter 24,79 N/kg. Dit doen we met het getal 3,6. Onthoud: reken je de snelheid van kilometer per uur naar meter per seconde, dan deel je de snelheid in km/h door 3,6. Ga je van meter per seconde naar kilometer per uur, dan doe je de snelheid in m/s keer 3,6(Paragraaf 4.2)TOELICHTING: in 1 uur zitten 60 minuten. In 1 minuut zitten 60 seconden. In een uur zitten dus 60 x 60 = 3600 s. In een kilometer zitten 1000 meters. 3600  / 1000   = 3,6 De gemiddelde snelheid bereken je door de afstand te delen door de tijdgemiddelde snelheid = afstand / tijd.  De gemiddelde snelheid is de gemiddelde afstand die je per tijdseenheid aflegt. Dat betekent in gewone woorden dat je een een bepaalde afstand in een bepaalde tijd aflegt. Bij 50 km/h leg je dus in een tijd van 1 uur een afstand van 50 kilometer af. Een snelheid kun je altijd herkennen aan de eenheid km/h (zeg; kilometer per uur) of m/s (zeg; meter per seconde). (Paragraaf 4.2) Gegeven tijd (t) = 1 h, afstand (s) = 50 kmGevraagd snelheid (v)  = ?Formule snelheid = afstand / tijd, v = s / tUitwerking v = 50 km / 1 h v = 50 km/h De gemiddelde snelheid is 50 kilometer per uur. Dit betekent dus dat je in 1 uur tijd een afstand van 50 kilometer aflegt. a)  b)Gegeven FA = 1100N ; FB = 1150 NGevraagd FtFormule Ft = FB - FAUitwerking Ft = 1150 N - 1100 N Ft = 50 N Team B wint met 50 N verschil a) stopafstand = reactieafstand + remwegb) ja, als een bestuurder geconcentreerd is, reageert een bestuurder snel. Een bestuurder die afgeleid is (door bijvoorbeeld te rijden met een mobiele telefoon in de hand), of onder invloed is door drank of medicijnen reageert veel trager. Daarom is het ook verboden om onder invloed deel te nemen aan het verkeer. Ook wordt er tegenwoordig actief door de politie gecontroleerd op telefoongebruik tijdens rijden. Hiermee  wil men ongelukken voorkomen.c) Ja, de remweg wordt beïnvloed door de massa van het voertuig, de kwaliteit van de banden en het soort wegdek. Hoe stroever het contact is, hoe meer grip een voertuig heeft. Hoe groter de massa is, des te langer is de remweg. Het kost dus moeite om een (zware) auto tot stilstand te krijgen. Een te zware belasting is ook gevaarlijk, daarom mag in bijvoorbeeld een aanhanger niet meer dan 1200 kg lading geplaatst worden.  Gegeven s = 68 km, t = 4 hGevraagd V = ?Formule V = s/tUitwerking V = 68 km / 4 hV = 17 km/h De gemiddelde snelheid is 17 km/h a) Gegeven F2 = 60 N, L2 = 0,012 mGevraagd M = ?Formule M2 = F2  x L2Uitwerking M2 = 60 N x 0,012 m M2 = 0,72 NmHet moment is 0,72 NmLET OP: Het moment geef je officiëel op in Nm. Reken alle maten dus om naar meters!b) Gegeven L1 = 0,12 m  ;   F2 = 60 N, L2 = 0,012 mGevraagd F1 = ?Formule F1 = ( F2  x L2 ) / L1Uitwerking F1 = (60 N x 0,012 m) / 0,12 m F1 = 6 N De ober moet tenminste een kracht van 6 N uitoefenen om het flesje te openen.