Beweging en kracht: snelheid, versnelling en hefbomen
Domein Beweging en kracht: snelheid, versnelling en hefbomen
Hier toetst het examen of je bewegingen kunt beschrijven met snelheid en versnelling, of je massa en gewicht uit elkaar houdt, en of je een hefboom in evenwicht kunt doorrekenen.
Snelheid en versnelling
De gemiddelde snelheid is v = s / t, met s in meter en t in seconde; het antwoord in m/s. Wil je km/h, vermenigvuldig m/s met 3,6. Versnelling is de verandering van snelheid per seconde: a = Δv / Δt, in m/s². Bij een eenparige beweging is de snelheid constant en is a = 0. Bij een versnelde beweging wordt de afstand in gelijke tijdsintervallen steeds groter.
Kracht en gewicht
Massa is hoeveel stof je hebt, in kilogram; die verandert niet als je naar de maan gaat. Zwaartekracht is een kracht, in newton. Op aarde geldt Fz = m × g met g = 9,8 N/kg. Een leerling van 50 kg ondervindt dus een zwaartekracht van 50 × 9,8 = 490 N. Krachten teken je als pijlen: de lengte geeft de grootte, de richting geeft de richting van de kracht.
Hefboom
Een hefboom is in evenwicht als de momenten links en rechts gelijk zijn: F1 × d1 = F2 × d2. De afstand d is de afstand van de kracht tot het draaipunt, gemeten loodrecht op de kracht. Met een lange arm heb je weinig kracht nodig; dat is het nut van een breekijzer of een kruiwagen.
Voorbeeld met redenering
Een last van 300 N hangt op 0,40 m van het draaipunt. Hoe groot moet de kracht zijn op 1,20 m aan de andere kant? Het moment van de last is 300 × 0,40 = 120 N·m. Voor evenwicht geldt F × 1,20 = 120, dus F = 100 N. De arm is drie keer zo lang, dus de kracht is drie keer zo klein. Controle: 100 × 1,20 = 120 N·m, gelijk aan de linkerkant.
Valkuilen
- Vergeten m/s naar km/h om te rekenen (× 3,6) of omgekeerd (÷ 3,6).
- 'Gewicht' invullen in kilogram terwijl er newton wordt gevraagd.
- De arm niet loodrecht op de kracht meten.
- Bij een gemiddelde snelheid de snelheden optellen en delen, ook als de tijden verschillen.