Systematische natuurkunde
samenvatting H3: krachten
3.1 krachten en hun eigenschappen
Eigenschappen van krachten
Kracht onzichtbaar
Gevolg van krachten zichtbaar, voorwerp waar kracht op wordt uitgeoefend kan:
vervormen, op zijn plaats blijven, voortbewegen met constante snelheid of van snelheid
veranderen.
Kracht meten grootheid
Symbool: F & eenheid: N (Newton)
Richting bij krachten is belangrijk, een grootheid waarbij de richting belangrijk is, noem je
vector. vector toon je met “⃗ F”
Naast richting en grootte is plaats waar de kracht op het voorwerp werkt belangrijk. Dit heet
aangrijpingspunt. De plaats waar de pijl begint geeft dat aan
Streeplijn bij een kracht werklijn
Zwaartekracht en normaalkracht
Aarde oefent kracht uit op alles op/in de buurt van de aarde, namelijk zwaartekracht. Die
bereken je met:
F zw =m ∙ g
F zw =¿zwaartekracht in N
m = massa van voorwerp in kg
g = valversnelling in m/ s2
Richting van zwaartekracht middelpunt van aarde. Aangrijpingspunt is het zwaartepunt
van het voorwerp.
kracht die een ondersteunend vlak uitoefent op voorwerp, heet normaalkracht F n. De
richting van normaalkracht is altijd loodrecht op ondersteunend vlak. Aangrijpingspunt is de
plaats waar het ondersteunend vlak raakt aan het voorwerp.
Spankracht en veerkracht
Schepen aan kade zitten vast met dikke touwen en die zorgen ervoor dat het schip op zijn
plaats blijven. Dit kan alleen als het touw gespannen is, in dat geval oefent hij spankracht
uit, aangegeven met F span. Deze kracht is gericht naar midden van het touw en de grootte
verschilt per situatie. Aangrijpingspunt is de plaats waar het touw vast zit.
Een veer oefent kracht uit als de veer wordt vervormd. Denk maar aan een balpen. De
grootte van de veerkracht bereken je met:
F veer =C ∙ u
F veer =¿ de veerkracht in N
C = veerconstante in N/m
u = de afstand waarover de veer vervormt in m.
, Grote veerconstante veer is stugger
De richting van de veerkracht is tegengesteld aan de richting van de vervorming. Als de veer
is uitgerekt, wijst er een veerkracht van elk uiteinde naar het midden van de veer. Als de
veer is ingedrukt, wijst de veerkracht de andere richting op. Aangrijpingspunt is hier de
plaats waar de veer en het voorwerp elkaar raken.
Wrijvings- en weerstandskrachten
Voorwerpen (gaan) bewegen ondervinden een tegenwerkende kracht, namelijk een
schuifwrijvingskracht F w ,schuif . Dit is er als er twee contactoppervlakken langs elkaar bewegen, de
richting van deze kracht is altijd tegengesteld aan de richting die het voorwerp (wilt) beweegt.
Aangrijpingspunt is de plaats waar de twee voorwerpen elkaar raken.
Als je een kast wilt verschuiven merk je dat dat je met een bepaalde kracht moet duwen voordat het
begint te bewegen. De kast beweegt niet totdat de duwkracht groter is dan de schuifwrijvingskracht.
Zodra de kast in beweging is, is de F w ,schuif constant en maximaal.
De grootte van deze kracht hangt af van: ruwheid van de contactoppervlakken, normaalkracht.
Voor de maximale schuifwrijvingskracht geldt:
F w ,schuif ,max =f ∙ F n
F w ,schuif ,max =¿ de maximale schuifwrijvingskracht in N.
f = de wrijvingscoëfficiënt
F n= normaalkracht in N
Als de wrijvingscoëfficiënt gelijk is aan 1,35, moet je 135% van de kracht leveren die de
normaalkracht levert om iets te duwen/trekken.
Voorwerpen die rollen hebben ook een tegenwerkende kracht, de rolweerstand F w ,rol. De grootte
van deze kracht hangt af van: kracht waarmee het rollende voorwerp tegen de ondergrond wordt
geduwd, vervormbaarheid van de contactoppervlakken.
Een voorwerp dat door de lucht beweegt, ondervindt een tegenwerkende kracht van de lucht,
namelijk: luchtweerstand F w ,lucht . Deze kracht hangt af van de snelheid en van het voorwerp zelf
aerodynamica en de frontale oppervlakte.
Voor de luchtweerstand geldt:
1
F w ,lucht = ∙ c w ∙ ρ ∙ A ∙ v 2
2
F w ,lucht = luchtweerstand in N
c w = de luchtweerstandcoëfficiënt
ρ=¿de dichtheid van de lucht in kgm−3
v 2=¿ de snelheid in ms−1
Opgegeven opgaven: 1 tm 3
3.2 samenstellen van krachten
Krachten waarbij de werklijnen samenvallen
Robert en Max trekken allebei aan een touw en oefenen allebei een kracht uit op het touw. Robert
trekt met 650 N en Max trekt met 640 N. De krachten hebben een verschillend aangrijpingspunt
samenvatting H3: krachten
3.1 krachten en hun eigenschappen
Eigenschappen van krachten
Kracht onzichtbaar
Gevolg van krachten zichtbaar, voorwerp waar kracht op wordt uitgeoefend kan:
vervormen, op zijn plaats blijven, voortbewegen met constante snelheid of van snelheid
veranderen.
Kracht meten grootheid
Symbool: F & eenheid: N (Newton)
Richting bij krachten is belangrijk, een grootheid waarbij de richting belangrijk is, noem je
vector. vector toon je met “⃗ F”
Naast richting en grootte is plaats waar de kracht op het voorwerp werkt belangrijk. Dit heet
aangrijpingspunt. De plaats waar de pijl begint geeft dat aan
Streeplijn bij een kracht werklijn
Zwaartekracht en normaalkracht
Aarde oefent kracht uit op alles op/in de buurt van de aarde, namelijk zwaartekracht. Die
bereken je met:
F zw =m ∙ g
F zw =¿zwaartekracht in N
m = massa van voorwerp in kg
g = valversnelling in m/ s2
Richting van zwaartekracht middelpunt van aarde. Aangrijpingspunt is het zwaartepunt
van het voorwerp.
kracht die een ondersteunend vlak uitoefent op voorwerp, heet normaalkracht F n. De
richting van normaalkracht is altijd loodrecht op ondersteunend vlak. Aangrijpingspunt is de
plaats waar het ondersteunend vlak raakt aan het voorwerp.
Spankracht en veerkracht
Schepen aan kade zitten vast met dikke touwen en die zorgen ervoor dat het schip op zijn
plaats blijven. Dit kan alleen als het touw gespannen is, in dat geval oefent hij spankracht
uit, aangegeven met F span. Deze kracht is gericht naar midden van het touw en de grootte
verschilt per situatie. Aangrijpingspunt is de plaats waar het touw vast zit.
Een veer oefent kracht uit als de veer wordt vervormd. Denk maar aan een balpen. De
grootte van de veerkracht bereken je met:
F veer =C ∙ u
F veer =¿ de veerkracht in N
C = veerconstante in N/m
u = de afstand waarover de veer vervormt in m.
, Grote veerconstante veer is stugger
De richting van de veerkracht is tegengesteld aan de richting van de vervorming. Als de veer
is uitgerekt, wijst er een veerkracht van elk uiteinde naar het midden van de veer. Als de
veer is ingedrukt, wijst de veerkracht de andere richting op. Aangrijpingspunt is hier de
plaats waar de veer en het voorwerp elkaar raken.
Wrijvings- en weerstandskrachten
Voorwerpen (gaan) bewegen ondervinden een tegenwerkende kracht, namelijk een
schuifwrijvingskracht F w ,schuif . Dit is er als er twee contactoppervlakken langs elkaar bewegen, de
richting van deze kracht is altijd tegengesteld aan de richting die het voorwerp (wilt) beweegt.
Aangrijpingspunt is de plaats waar de twee voorwerpen elkaar raken.
Als je een kast wilt verschuiven merk je dat dat je met een bepaalde kracht moet duwen voordat het
begint te bewegen. De kast beweegt niet totdat de duwkracht groter is dan de schuifwrijvingskracht.
Zodra de kast in beweging is, is de F w ,schuif constant en maximaal.
De grootte van deze kracht hangt af van: ruwheid van de contactoppervlakken, normaalkracht.
Voor de maximale schuifwrijvingskracht geldt:
F w ,schuif ,max =f ∙ F n
F w ,schuif ,max =¿ de maximale schuifwrijvingskracht in N.
f = de wrijvingscoëfficiënt
F n= normaalkracht in N
Als de wrijvingscoëfficiënt gelijk is aan 1,35, moet je 135% van de kracht leveren die de
normaalkracht levert om iets te duwen/trekken.
Voorwerpen die rollen hebben ook een tegenwerkende kracht, de rolweerstand F w ,rol. De grootte
van deze kracht hangt af van: kracht waarmee het rollende voorwerp tegen de ondergrond wordt
geduwd, vervormbaarheid van de contactoppervlakken.
Een voorwerp dat door de lucht beweegt, ondervindt een tegenwerkende kracht van de lucht,
namelijk: luchtweerstand F w ,lucht . Deze kracht hangt af van de snelheid en van het voorwerp zelf
aerodynamica en de frontale oppervlakte.
Voor de luchtweerstand geldt:
1
F w ,lucht = ∙ c w ∙ ρ ∙ A ∙ v 2
2
F w ,lucht = luchtweerstand in N
c w = de luchtweerstandcoëfficiënt
ρ=¿de dichtheid van de lucht in kgm−3
v 2=¿ de snelheid in ms−1
Opgegeven opgaven: 1 tm 3
3.2 samenstellen van krachten
Krachten waarbij de werklijnen samenvallen
Robert en Max trekken allebei aan een touw en oefenen allebei een kracht uit op het touw. Robert
trekt met 650 N en Max trekt met 640 N. De krachten hebben een verschillend aangrijpingspunt
