Hoofdstuk 6: Krachten
1. Gravitatiekracht
1.2 Algemene gravitatiewet
• gravitatiekracht FG= de aantrekkingskracht die een puntmassa uitoefent op een
andere puntmassa
→ gravitatiewet
A) g = gravitatiecte = 6,673.10-11 → alleen belangrijk als 1 vd massa’s heel groot is want
getal is zeer klein
2. Zwaartekracht
2.1. Zwaartepunt
• aarde oefent op elke deel v/e vw een kracht uit: al die krachten samen geven een
resulterende kracht = zwaartelijn
• een vw heeft oneindig veel zwaartelijnen die elkaar snijden in het zwaartepunt
2.2. Definitie
• De zwaartekracht FZ is de gravitatiekracht die de aarde op elk voorwerp uitoefent:
FZ = m . g
g = grootte vd valversnelling
g nt cte → neemt af met de hoogte
Fz wijst nr middelpunt vd aarde
2.3. De valversnelling
𝐹
• 𝑎=𝑚
• Valversnelling g= de versnellingv/e vw met een massa m als gevolg vd zwaartekracht
• Bij Fz = FG →
Aardestraal
• In werkelijkheid verschillend g v plaats tot plaats
2.4 Factoren die de valversnelling g beïnvloeden
A) invloed vd hoogte
→ bij een hoogte boven het aardopp.
➔ g neemt af met de hoogte
, B) Invloed van de vorm van de aarde
→ nt bol maar afgeplat
➔ Als gevolg van de afplatting van de aarde neemt g af van de polen naar de
evenaar.
C) Invloed van de samenstelling van de aarde
→ aarde is nt homogeen, gesteente oceanen = verschillende dichtheden
➔ Al deze factoren hebben plaatselijk ook een kleine invloed op de grootte en de
richting van de valversnelling aangezien de plaatselijke dichtheid de plaatselijke
massa van de aarde beïnvloed.
D) Invloed van de aardrotatie
→ vw op aarde voert een ECB uit, een vw valt nr de aarde
Versnelling a bestaat uit 2 delen:
ac= centripetale versnelling : het voorwerp voert met de aarde een ECB uit met de
hoeksnelheid ω van de aarde en straal ra.
aG = valversnelling :het voorwerp zal naar de aarde vallen.
➔ Als gevolg van de aardrotatie neemt aG toe van de evenaar naar de polen
3. Normaalkracht
• Op het boek werkt Fz, als het alleen deze kracht zou zijn zou het boek nr beneden
vallen
• Het boek steunt op de tafel, de tafel oefent een contactkracht op het boek
• Als een voorwerp ondersteund wordt, oefent het steunvlak op het voorwerp een
kracht uit. Die kracht staat loodrecht op het steunvlak en noemen we de
normaalkracht FN.
• ! Fz & Fn is gne actie-reactie-krachtenpaar
Fz is een kracht vd aarde op het boek
Fn is een kracht vd tafel op het boek
, 4. Gewicht
• Elk voorwerp op aarde wordt door de aarde aangetrokken. Als het voorwerp
ondersteund wordt, oefent het daardoor een kracht uit op zijn steun
• De massa m van een voorwerp is een maat voor de hoeveelheid materie en wordt
uitgedrukt in kg.
• Het gewicht Gw van een voorwerp is de kracht die het voorwerp uitoefent op zijn
steun en wordt uitgedrukt in N.
• De normaalkracht FN is de kracht van de steun op het voorwerp en is even groot als
het gewicht Gw.
4.2 Gewichtloosheid
• Kabel v/e lift breekt: er werken 2 krachten: Fz en FN.
• Een vw dat een vrije val uitvoert, werkt enkel de Fz: gewicht vh vw is 0 = gewichtloos
→ oefent gn kracht uit op een steun
• Astronauten w pas gewichtloos als ze se motor uitschakelen: als ze buiten de
dampkring zijn zal de raket dezelfde snelheid aanhouden omdat er gn wrijving is
5. Wrijvingskracht
5.1 Definitie
• = Een contactkracht die de (mogelijk) beweging van een vw tegenwerkt
, 5.2 Dynamische wrijving
• Kracht die ervoor zorgt dat een vw tot rust komt → door oneffenheden tss schijf en opp
dynamische wrijvingscoëfficiënt μd.
hangt vd aard v beide opp
➔ Voor de dynamische wrijvingskracht geldt: Fw = μd . FN
μd is de dynamische wrijvingscoëfficiënt tussen de twee oppervlakken.
5.3 Statische wrijving
• = de kracht die de duwkracht F compenseert nog voor het vw in beweging is
→ gn vaste waarde, is kleiner of gelijk aan de maximale statische
wrijvingskracht : Fw ≤ Fw,max
• Om een systeem in beweging te brengen moet een kracht w uitgeoefend
groter dan Fw,max
Statische wrijvingscoëfficiënt μs.
• De statische wrijvingskracht Fw is altijd kleiner dan de maximale waarde
Fw,max.
• Voor Fw,max geldt: Fw,max = μs . FN
• μs is de statische wrijvingscoëfficiënt tussen de twee oppervlakken.
5.4 Grootte van de wrijvingskracht
• Hoe groter de normaalkracht, hoe groter de wrijvingskracht.
• De statische wrijvingskracht heeft geen vaste waarde.
• De dynamische wrijvingskracht heeft een constante waarde.
• De maximale statische wrijvingskracht Fw,max is groter dan de dynamische
wrijvingskracht
• Hoe ruwer één of beide contactoppervlakken, hoe groter de wrijvingscoëfficiënt
en hoe en hoe groter de wrijvingskracht.
• De wrijvingskracht is onafhankelijk van de grootte van het contactoppervlak.
1. Gravitatiekracht
1.2 Algemene gravitatiewet
• gravitatiekracht FG= de aantrekkingskracht die een puntmassa uitoefent op een
andere puntmassa
→ gravitatiewet
A) g = gravitatiecte = 6,673.10-11 → alleen belangrijk als 1 vd massa’s heel groot is want
getal is zeer klein
2. Zwaartekracht
2.1. Zwaartepunt
• aarde oefent op elke deel v/e vw een kracht uit: al die krachten samen geven een
resulterende kracht = zwaartelijn
• een vw heeft oneindig veel zwaartelijnen die elkaar snijden in het zwaartepunt
2.2. Definitie
• De zwaartekracht FZ is de gravitatiekracht die de aarde op elk voorwerp uitoefent:
FZ = m . g
g = grootte vd valversnelling
g nt cte → neemt af met de hoogte
Fz wijst nr middelpunt vd aarde
2.3. De valversnelling
𝐹
• 𝑎=𝑚
• Valversnelling g= de versnellingv/e vw met een massa m als gevolg vd zwaartekracht
• Bij Fz = FG →
Aardestraal
• In werkelijkheid verschillend g v plaats tot plaats
2.4 Factoren die de valversnelling g beïnvloeden
A) invloed vd hoogte
→ bij een hoogte boven het aardopp.
➔ g neemt af met de hoogte
, B) Invloed van de vorm van de aarde
→ nt bol maar afgeplat
➔ Als gevolg van de afplatting van de aarde neemt g af van de polen naar de
evenaar.
C) Invloed van de samenstelling van de aarde
→ aarde is nt homogeen, gesteente oceanen = verschillende dichtheden
➔ Al deze factoren hebben plaatselijk ook een kleine invloed op de grootte en de
richting van de valversnelling aangezien de plaatselijke dichtheid de plaatselijke
massa van de aarde beïnvloed.
D) Invloed van de aardrotatie
→ vw op aarde voert een ECB uit, een vw valt nr de aarde
Versnelling a bestaat uit 2 delen:
ac= centripetale versnelling : het voorwerp voert met de aarde een ECB uit met de
hoeksnelheid ω van de aarde en straal ra.
aG = valversnelling :het voorwerp zal naar de aarde vallen.
➔ Als gevolg van de aardrotatie neemt aG toe van de evenaar naar de polen
3. Normaalkracht
• Op het boek werkt Fz, als het alleen deze kracht zou zijn zou het boek nr beneden
vallen
• Het boek steunt op de tafel, de tafel oefent een contactkracht op het boek
• Als een voorwerp ondersteund wordt, oefent het steunvlak op het voorwerp een
kracht uit. Die kracht staat loodrecht op het steunvlak en noemen we de
normaalkracht FN.
• ! Fz & Fn is gne actie-reactie-krachtenpaar
Fz is een kracht vd aarde op het boek
Fn is een kracht vd tafel op het boek
, 4. Gewicht
• Elk voorwerp op aarde wordt door de aarde aangetrokken. Als het voorwerp
ondersteund wordt, oefent het daardoor een kracht uit op zijn steun
• De massa m van een voorwerp is een maat voor de hoeveelheid materie en wordt
uitgedrukt in kg.
• Het gewicht Gw van een voorwerp is de kracht die het voorwerp uitoefent op zijn
steun en wordt uitgedrukt in N.
• De normaalkracht FN is de kracht van de steun op het voorwerp en is even groot als
het gewicht Gw.
4.2 Gewichtloosheid
• Kabel v/e lift breekt: er werken 2 krachten: Fz en FN.
• Een vw dat een vrije val uitvoert, werkt enkel de Fz: gewicht vh vw is 0 = gewichtloos
→ oefent gn kracht uit op een steun
• Astronauten w pas gewichtloos als ze se motor uitschakelen: als ze buiten de
dampkring zijn zal de raket dezelfde snelheid aanhouden omdat er gn wrijving is
5. Wrijvingskracht
5.1 Definitie
• = Een contactkracht die de (mogelijk) beweging van een vw tegenwerkt
, 5.2 Dynamische wrijving
• Kracht die ervoor zorgt dat een vw tot rust komt → door oneffenheden tss schijf en opp
dynamische wrijvingscoëfficiënt μd.
hangt vd aard v beide opp
➔ Voor de dynamische wrijvingskracht geldt: Fw = μd . FN
μd is de dynamische wrijvingscoëfficiënt tussen de twee oppervlakken.
5.3 Statische wrijving
• = de kracht die de duwkracht F compenseert nog voor het vw in beweging is
→ gn vaste waarde, is kleiner of gelijk aan de maximale statische
wrijvingskracht : Fw ≤ Fw,max
• Om een systeem in beweging te brengen moet een kracht w uitgeoefend
groter dan Fw,max
Statische wrijvingscoëfficiënt μs.
• De statische wrijvingskracht Fw is altijd kleiner dan de maximale waarde
Fw,max.
• Voor Fw,max geldt: Fw,max = μs . FN
• μs is de statische wrijvingscoëfficiënt tussen de twee oppervlakken.
5.4 Grootte van de wrijvingskracht
• Hoe groter de normaalkracht, hoe groter de wrijvingskracht.
• De statische wrijvingskracht heeft geen vaste waarde.
• De dynamische wrijvingskracht heeft een constante waarde.
• De maximale statische wrijvingskracht Fw,max is groter dan de dynamische
wrijvingskracht
• Hoe ruwer één of beide contactoppervlakken, hoe groter de wrijvingscoëfficiënt
en hoe en hoe groter de wrijvingskracht.
• De wrijvingskracht is onafhankelijk van de grootte van het contactoppervlak.
