Natuurwetenschappen
Thema 3: de resultante telt
1. Kracht veroorzaakt een versnelling
1.1. De tweede wet van Newton
- hoe groter de kracht (F), hoe groter de versnelling (a)
- hoe groter de massa (m), hoe kleiner de versnelling (a)
F
a=
m
Bijna altijd werken er meerdere krachten tegelijk op een voorwerp. Die krachten
samen kunnen we voorstellen door één resulterende kracht: F res.
De formule hierboven kunnen we dan omvormen tot: F res =m. a de tweede wet
van Newton
Als op een voorwerp een resulterende kracht werkt, dan versnelt het.
m = totale massa (kg) die versneld wordt
F res = resulterende kracht (N) die op de massa inwerkt
a = versnelling (m/ s2) van de massa
voorbeeld schommel:
- Massa (kind / volwassene) : hoe groter de massa, hoe kleiner de
F
versnelling (m = )
a
- Kracht (F) : hoe groter F (duwkracht), hoe groter de versnelling
1 F N m
a F => a = (eenheid a = = 2 )
m m kg s
F ∆v
a= => f = m . a of F=m.
m ∆t
- F wordt uitgedrukt in Newton of N
- F wordt ook F res genoemd = resulterende kracht (= meerdere krachten
werken in op 1 voorwerp)
∆ v=a . ∆ t
2
a.∆t
∆ x=
2
Een auto vertraagt door de remkracht die het wegdek uitoefent op de wielen.
1.2. Niet de snelheid is dodelijk
De grote remkracht is wel dodelijk
∆v
F=m.a=m.
∆t
- Als ∆ t klein is dan is de F (remkracht) groot = bij botsing
- Als ∆ t groot is dan is de F (remkracht) klein = bij gewoon remmen
Remmen is vertragen in relatief lange tijd, botsen is vertragen in heel korte tijd.
Bij een botsing is het aantal g dat je voelt zeer hoog en dat kan ook dodelijk zijn.
,Kreukelzones, rekbarde autogordel en airbag moeten de remtijd verlengen, zodat
de vertraging kleiner wordt.
Thema 4: op de fiets
1. Fiesten is vallen
1.1 Het gyroscopisch effect
De naaf van een draaiend wiel heeft de neiging om zijn richting te behouden (=
gyroscopisch effect).
1.2 Evenwicht op de fiets
Een fiets houdt zichzelf in evenwicht door voortdurend bij te sturen (=
zelfsturend effect).
1.3 Hoe stabiel is je fiets
De naloop bepaald de stabiliteit van een fiets:
- Bij een positieve naloop is de stabiliteit van een fiets groot
- een negatieve naloop maakt de fiets onbereidbaar
2. De eenparige cirkelbeweging
= ECB, een cirkelvorlige beweging met een constante snelheid (v is de raaklijn
aan de cirkel).
2.1 Over de snelheid en toerental
Voorbeeld: cd, kermis, boor, wasmachine, wiel…
Wielomtrek of cirkelomtrek = d . Π =2 .r . Π
Omwentelingstijd of periode
= de tijd die nodig is om 1 omwenteling te maken (1 volledige cirkel)
Grootheid: T, eenheid: s
Frequentie
= hoeveel omwentelingen je kan doen in 1 seconde
= het aantal toeren per seconde : 1/s = Hz = Hertz
Grootheid: f, eenheid: Hz
verband periode – frequentie: f = 1/T
Toerental = aantal omwentelingen in 1 minuut
Hoeksnelheid
= de hoek die een spaak van het wiel doorloopt in 1s uitgedrukt in radialen per
seconde.
Grootheid: ω , eenheid: rad/s
1 cirkel = 2 π radialen of 360°
ω = 2 π /T = 2 π . f
Omtreksnelheid
= afstand dat een punt op de cirkel aflegt in 1 seconde
cirkelomtrek 2 π . r
V= = of 2 π . r .T
periode T
Grootheid: v, eenheid: m/s
2 π .r
verband tussen v en ω=¿ v= =ω . r
T
, Thema 5: als het maar golft
1. Harmonische en andere trillingen
1.1. Trillingen rondom je
Experiment met lat: de lat beweegt op en neer rond de
rusttoestand/evenwichtstoestand. Kort daarna sterft de trilling uit.
→ tijdens de trilling keert de lat voortdurend terug op dezelfde posities
→ een trilling is een periodiek verschijnsel (= een beweging die steeds
terugkeert)
→ een trilling = beweging rond een evenwichtstoestand
→ uitwijking = afstand verwijderd van de evenwichtstoestand
Vb. de beweging van de slinger van een klok, het trillen van een stemvork, het
trillen van een gespannen elastiekje, het gerinkel van een wekker die afloopt, de
trilling van de grond bij een aardbeving…
1.2. De harmonische trilling
= een trilling waarvan de x(t)-grafiek een sinusoïe is
Vb. trillende veer, trillende lat, slinger…
Een ongedempte trilling = een trilling die niet uitsterft, de amplitude neemt
niet af (blijft gelijk) (enkel in theorie).
Een gedempte trilling = een trilling die na verloop van tijd uitsterft door
wrijving, de amplitude neemt af (in de praktijk).
Cyclus: 1 op- en neergaande beweging rond het evenwichtspunt.
Thema 3: de resultante telt
1. Kracht veroorzaakt een versnelling
1.1. De tweede wet van Newton
- hoe groter de kracht (F), hoe groter de versnelling (a)
- hoe groter de massa (m), hoe kleiner de versnelling (a)
F
a=
m
Bijna altijd werken er meerdere krachten tegelijk op een voorwerp. Die krachten
samen kunnen we voorstellen door één resulterende kracht: F res.
De formule hierboven kunnen we dan omvormen tot: F res =m. a de tweede wet
van Newton
Als op een voorwerp een resulterende kracht werkt, dan versnelt het.
m = totale massa (kg) die versneld wordt
F res = resulterende kracht (N) die op de massa inwerkt
a = versnelling (m/ s2) van de massa
voorbeeld schommel:
- Massa (kind / volwassene) : hoe groter de massa, hoe kleiner de
F
versnelling (m = )
a
- Kracht (F) : hoe groter F (duwkracht), hoe groter de versnelling
1 F N m
a F => a = (eenheid a = = 2 )
m m kg s
F ∆v
a= => f = m . a of F=m.
m ∆t
- F wordt uitgedrukt in Newton of N
- F wordt ook F res genoemd = resulterende kracht (= meerdere krachten
werken in op 1 voorwerp)
∆ v=a . ∆ t
2
a.∆t
∆ x=
2
Een auto vertraagt door de remkracht die het wegdek uitoefent op de wielen.
1.2. Niet de snelheid is dodelijk
De grote remkracht is wel dodelijk
∆v
F=m.a=m.
∆t
- Als ∆ t klein is dan is de F (remkracht) groot = bij botsing
- Als ∆ t groot is dan is de F (remkracht) klein = bij gewoon remmen
Remmen is vertragen in relatief lange tijd, botsen is vertragen in heel korte tijd.
Bij een botsing is het aantal g dat je voelt zeer hoog en dat kan ook dodelijk zijn.
,Kreukelzones, rekbarde autogordel en airbag moeten de remtijd verlengen, zodat
de vertraging kleiner wordt.
Thema 4: op de fiets
1. Fiesten is vallen
1.1 Het gyroscopisch effect
De naaf van een draaiend wiel heeft de neiging om zijn richting te behouden (=
gyroscopisch effect).
1.2 Evenwicht op de fiets
Een fiets houdt zichzelf in evenwicht door voortdurend bij te sturen (=
zelfsturend effect).
1.3 Hoe stabiel is je fiets
De naloop bepaald de stabiliteit van een fiets:
- Bij een positieve naloop is de stabiliteit van een fiets groot
- een negatieve naloop maakt de fiets onbereidbaar
2. De eenparige cirkelbeweging
= ECB, een cirkelvorlige beweging met een constante snelheid (v is de raaklijn
aan de cirkel).
2.1 Over de snelheid en toerental
Voorbeeld: cd, kermis, boor, wasmachine, wiel…
Wielomtrek of cirkelomtrek = d . Π =2 .r . Π
Omwentelingstijd of periode
= de tijd die nodig is om 1 omwenteling te maken (1 volledige cirkel)
Grootheid: T, eenheid: s
Frequentie
= hoeveel omwentelingen je kan doen in 1 seconde
= het aantal toeren per seconde : 1/s = Hz = Hertz
Grootheid: f, eenheid: Hz
verband periode – frequentie: f = 1/T
Toerental = aantal omwentelingen in 1 minuut
Hoeksnelheid
= de hoek die een spaak van het wiel doorloopt in 1s uitgedrukt in radialen per
seconde.
Grootheid: ω , eenheid: rad/s
1 cirkel = 2 π radialen of 360°
ω = 2 π /T = 2 π . f
Omtreksnelheid
= afstand dat een punt op de cirkel aflegt in 1 seconde
cirkelomtrek 2 π . r
V= = of 2 π . r .T
periode T
Grootheid: v, eenheid: m/s
2 π .r
verband tussen v en ω=¿ v= =ω . r
T
, Thema 5: als het maar golft
1. Harmonische en andere trillingen
1.1. Trillingen rondom je
Experiment met lat: de lat beweegt op en neer rond de
rusttoestand/evenwichtstoestand. Kort daarna sterft de trilling uit.
→ tijdens de trilling keert de lat voortdurend terug op dezelfde posities
→ een trilling is een periodiek verschijnsel (= een beweging die steeds
terugkeert)
→ een trilling = beweging rond een evenwichtstoestand
→ uitwijking = afstand verwijderd van de evenwichtstoestand
Vb. de beweging van de slinger van een klok, het trillen van een stemvork, het
trillen van een gespannen elastiekje, het gerinkel van een wekker die afloopt, de
trilling van de grond bij een aardbeving…
1.2. De harmonische trilling
= een trilling waarvan de x(t)-grafiek een sinusoïe is
Vb. trillende veer, trillende lat, slinger…
Een ongedempte trilling = een trilling die niet uitsterft, de amplitude neemt
niet af (blijft gelijk) (enkel in theorie).
Een gedempte trilling = een trilling die na verloop van tijd uitsterft door
wrijving, de amplitude neemt af (in de praktijk).
Cyclus: 1 op- en neergaande beweging rond het evenwichtspunt.
