BIOFYSICA: TOEPASSINGEN
4.2 DERDE BEWEGINGSWET VAN NEWTON
Voortstuwing raketten
Raketten oefenen een grote kracht uit op hete gassen die ze uitstoten, die gassen oefenen een even
grote tegengestelde kracht uit op de raket (=reactiekracht).
De raket versnelt niet doordat de uitgestoten gassen zich tegen de aarde afstoten!
Hamer & spijker
Doordat de massa van de hamer groter is dan de massa van de spijker is het effect van de hamer
groter en wordt de spijker in de muur geslagen. (= Massaverhouding!). Ondanks het feit dat FAB = - FBA.
Higgs-deeltje
Het Higgs deeltje is ontdekt door Peter Higgs & Francois Englebert en geeft massa aan alle andere
deeltjes.
4.6 DE SPANKRACHT
Bruggen
Er zijn heel wat spankrachten in de kabels van een brug, die de brug op zijn plaats moeten houden. Ze
zijn cruciaal voor de stabiliteit van een brug. Een architect moet kwantitatief de spankrachten in de
verschillende kabels berekenen, maar vooral om te gaan kijken dat die spankrachten niet zodanig
groot zijn, dat ze de stevigheid van het materiaal overwinnen.
(paar jaar geleden was er in Genua een brug ingestort, deels door slijtage, maar vooral omdat de
spankrachten in de kabels te dicht in de buurt lagen van de maximale spankracht die staal kan hebben)
1
, H5: DE WETTEN VAN NEWTON: WRIJVING, CIRKELVORMIGE BEWEGING,
WEERSTANDSKRACHTEN
Microscopische studies naar de oorsprong van wrijving
Een oppervlak is nooit helemaal glad, maar het vertoont op microscopische schaal een zekere
ruwheid. Deze ruwheid zorgt ervoor dat een oppervlak dus uitsteeksels heeft. Bijgevolg: als je 2
oppervlakten t.o.v. elkaar laat bewegen, zullen ze in elkaar haken. Op atomaire schaal is de oorzaak
van de wrijvingskracht te schrijven aan de elektromagnetische kracht.
Op atomaire schaal zal je zien dat de oppervlakten niet volledig vlak zijn en in elkaar gaan haken. Dit
kan niet met een microscoop gemeten worden, maar er wordt met de tip van een hele fijne naald op
de toppen van het duinen oppervlakte en die kleine op en neergaande beweging van de naald, kan
men in beeld brengen.
2
,Wrijvingskrachten i/h menselijk lichaam
o Synoviale vloeistof dient als smeermiddel om wrijving (v/d botten bv) te verminderen
o De botten bewegen niet rechtstreeks op elkaar, maar er zit een laagje vloeistof tussen
(Synoviale vloeistof) dat als smeermiddel dien om wrijving te verminderen.
--> bij sommigen is deze vloeistof voor een groot stuk weg en gaan de gewrichten
heel moeilijk bewegen.
Lucht als ‘smeermiddel’
- Een hovercraft zuigt lucht tussen boot en water, het luchttapijt is een smeermiddel, waardoor
er minder wrijving is en de boot snel kan gaan
- Een Maglev zweeft boven sporen door magneten die elkaar afstoten.
→ Dit zorgt voor minder weerstand en dus hogere snelheden
3
, 5.2 EENPARIGE CIRKELVORMIGE BEWEGING, KINEMATICA
Centrifuge
Een centrifuge laat de inhoud een ECB ondergaan, de inhoud ondervindt een middelpuntvliegende
kracht, waardoor zwaarder deeltjes door deze kracht naar de buitenkant worden gedwongen.
→ Astronauten laten wennen aan g-krachten
→Bloed: verschillende onderdelen scheiden (bloedplasma wordt afgescheiden)
5.5 EINDSNELHEID
Vrije val
Felix Baumgartner, sprong vanaf 36 km hoogte, omwille van die grote hoogte heeft die een hele tijd
gezakt in de atmosfeer zonder parachute te openen en had hij een eindsnelheid van 1110 km/uur.
(Normaal wordt parachute geopend voor de eindsnelheid behaalt wordt)
H6: DE ZWAARTEKRACHT EN DE SYNTHESE VAN NEWTON
Bepaling van de massa van de aarde (Cavendish):
Cavendisch experiment, Gravitatieconstante G
Cavendisch had een opstelling gemaakt waarbij je een staaf hebt met aan beide uiteindes een grote
massa. De staaf is opgehangen aan een dunne draad. Wanneer je een kleine kracht uitoefent op die
staaf, kan de staaf in horizontaal vlak wentelen (De draad biedt daar heel weinig weerstand tegen).
Cavendisch bracht een andere massa in de buurt van een van de massa’s aan de stang. Je krijgt dan
omwille van de gravitatiekracht een aantrekking tussen de massa’s en die stang gaat een klein beetje
draaien.
Op de draad is een klein spiegeltje bevestigt en hij gebruikte een lichtbron die licht nr de spiegel
stuurde en dat reflecteerde nr de schaalverdeling. Dus wanneer die staaf nog maar een heel klein
beetje draait gaat de spiegel meedraaien en de reflectie van de lichtbundel verplaatsen.
4
4.2 DERDE BEWEGINGSWET VAN NEWTON
Voortstuwing raketten
Raketten oefenen een grote kracht uit op hete gassen die ze uitstoten, die gassen oefenen een even
grote tegengestelde kracht uit op de raket (=reactiekracht).
De raket versnelt niet doordat de uitgestoten gassen zich tegen de aarde afstoten!
Hamer & spijker
Doordat de massa van de hamer groter is dan de massa van de spijker is het effect van de hamer
groter en wordt de spijker in de muur geslagen. (= Massaverhouding!). Ondanks het feit dat FAB = - FBA.
Higgs-deeltje
Het Higgs deeltje is ontdekt door Peter Higgs & Francois Englebert en geeft massa aan alle andere
deeltjes.
4.6 DE SPANKRACHT
Bruggen
Er zijn heel wat spankrachten in de kabels van een brug, die de brug op zijn plaats moeten houden. Ze
zijn cruciaal voor de stabiliteit van een brug. Een architect moet kwantitatief de spankrachten in de
verschillende kabels berekenen, maar vooral om te gaan kijken dat die spankrachten niet zodanig
groot zijn, dat ze de stevigheid van het materiaal overwinnen.
(paar jaar geleden was er in Genua een brug ingestort, deels door slijtage, maar vooral omdat de
spankrachten in de kabels te dicht in de buurt lagen van de maximale spankracht die staal kan hebben)
1
, H5: DE WETTEN VAN NEWTON: WRIJVING, CIRKELVORMIGE BEWEGING,
WEERSTANDSKRACHTEN
Microscopische studies naar de oorsprong van wrijving
Een oppervlak is nooit helemaal glad, maar het vertoont op microscopische schaal een zekere
ruwheid. Deze ruwheid zorgt ervoor dat een oppervlak dus uitsteeksels heeft. Bijgevolg: als je 2
oppervlakten t.o.v. elkaar laat bewegen, zullen ze in elkaar haken. Op atomaire schaal is de oorzaak
van de wrijvingskracht te schrijven aan de elektromagnetische kracht.
Op atomaire schaal zal je zien dat de oppervlakten niet volledig vlak zijn en in elkaar gaan haken. Dit
kan niet met een microscoop gemeten worden, maar er wordt met de tip van een hele fijne naald op
de toppen van het duinen oppervlakte en die kleine op en neergaande beweging van de naald, kan
men in beeld brengen.
2
,Wrijvingskrachten i/h menselijk lichaam
o Synoviale vloeistof dient als smeermiddel om wrijving (v/d botten bv) te verminderen
o De botten bewegen niet rechtstreeks op elkaar, maar er zit een laagje vloeistof tussen
(Synoviale vloeistof) dat als smeermiddel dien om wrijving te verminderen.
--> bij sommigen is deze vloeistof voor een groot stuk weg en gaan de gewrichten
heel moeilijk bewegen.
Lucht als ‘smeermiddel’
- Een hovercraft zuigt lucht tussen boot en water, het luchttapijt is een smeermiddel, waardoor
er minder wrijving is en de boot snel kan gaan
- Een Maglev zweeft boven sporen door magneten die elkaar afstoten.
→ Dit zorgt voor minder weerstand en dus hogere snelheden
3
, 5.2 EENPARIGE CIRKELVORMIGE BEWEGING, KINEMATICA
Centrifuge
Een centrifuge laat de inhoud een ECB ondergaan, de inhoud ondervindt een middelpuntvliegende
kracht, waardoor zwaarder deeltjes door deze kracht naar de buitenkant worden gedwongen.
→ Astronauten laten wennen aan g-krachten
→Bloed: verschillende onderdelen scheiden (bloedplasma wordt afgescheiden)
5.5 EINDSNELHEID
Vrije val
Felix Baumgartner, sprong vanaf 36 km hoogte, omwille van die grote hoogte heeft die een hele tijd
gezakt in de atmosfeer zonder parachute te openen en had hij een eindsnelheid van 1110 km/uur.
(Normaal wordt parachute geopend voor de eindsnelheid behaalt wordt)
H6: DE ZWAARTEKRACHT EN DE SYNTHESE VAN NEWTON
Bepaling van de massa van de aarde (Cavendish):
Cavendisch experiment, Gravitatieconstante G
Cavendisch had een opstelling gemaakt waarbij je een staaf hebt met aan beide uiteindes een grote
massa. De staaf is opgehangen aan een dunne draad. Wanneer je een kleine kracht uitoefent op die
staaf, kan de staaf in horizontaal vlak wentelen (De draad biedt daar heel weinig weerstand tegen).
Cavendisch bracht een andere massa in de buurt van een van de massa’s aan de stang. Je krijgt dan
omwille van de gravitatiekracht een aantrekking tussen de massa’s en die stang gaat een klein beetje
draaien.
Op de draad is een klein spiegeltje bevestigt en hij gebruikte een lichtbron die licht nr de spiegel
stuurde en dat reflecteerde nr de schaalverdeling. Dus wanneer die staaf nog maar een heel klein
beetje draait gaat de spiegel meedraaien en de reflectie van de lichtbundel verplaatsen.
4
