1.1 Beweging vastleggen
Beweging vastleggen
o Stroboscoop, lamp die met vaste tussenpozen korte lichtflitsen geeft. 50 flitsen per seconde,
tijdsduur tussen twee flitsen is 1/50 = 0,020 s.
o Videometing, een serie foto’s met vaste tussenpozen.
Steilheid van de plaats-tijdgrafiek
De verplaatsing is niet hetzelfde als de afgelegde weg (s). De steilheid/helling van de (x,t)-grafiek is
een maat voor de snelheid. Hoe steiler de grafiek is, hoe groter de snelheid.
De snelheid op een tijdstip
Momentane snelheid = de snelheid op één tijdstip (vt). Om de momentane snelheid te bepalen moet
je een raaklijn aan de (x,t)-grafiek tekenen bij het tijdstip waarop je de snelheid wilt bepalen. De
momentane snelheid is dan de steilheid van de raaklijn.
Gemiddelde snelheid : vgem = Δx/Δt.
Versnelling: agem = Δv/Δt
3.1 Soorten krachten
De werking van krachten
Bij het wegslaan van een tennisbal vervormt de bal, doordat het racket een kracht F uitoefent op de
bal, ook de snelheid veranderd. Je ziet krachten niet, maar wel de gevolgen: vervorming en/of
bewegingsverandering. Een kracht is een voorbeeld van een vectorgrootheid of vector met een
grootte en een richting. Een vector schrijf je met een pijltje boven het symbool.
Er zijn ook grootheden die geen richting hebben, scalaire grootheid of scalar (massa van iets).
Zwaartekracht
Hoe groter de massa van het voorwerp, hoe groter de zwaartekracht Fz. De formule voor de
zwaartekracht aan het aardoppervlak is: Fz = m * g
Dichtheid
De dichtheid ρ is een stofeigenschap, die aangeeft hoe groot de massa (kg) is per volume eenheid
(m3). De formule voor de dichtheid is: ρ = m/V. Uit de formule blijkt dat de massa en het volume van
een stof recht evenredig met elkaar zijn. De grafiek is dus in alle gevallen een rechte lijn, waarbij de
steilheid de dichtheid van de stof voorstelt.
Veerkracht en spierkracht
Tijdens het contact met de bal (tennis) vervormt de bespanning als een soort veer. Die vervormde
bespanning oefent dan een veerkracht Fv uit op de bal. De kracht waarmee sporters in de sportschool
veren uitrekken of indrukken, spierkracht Fspier.
Bij een veer is de veerkracht rechtevenredig met de uitrekking u, wet van Hooke: Fv = C * u
Spankracht en normaalkracht
De normaalkracht is een compenserende kracht voor de zwaartekracht, op een boek op een tafel
bijvoorbeeld, deze kracht wordt uitgeoefend door de tafel en staat loodrecht op de tafel.
Weerstandskrachten
Weerstandskrachten werken altijd tegen de bewegingsrichting in, hierdoor neemt de snelheid van het
voorwerp af. Door contact tussen een ijshockeypuck en de onderliggende ijslaag ontstaat
schuifwrijvingskracht Fw,s. Bij een remparachute heb je te maken met de luchtweerstand Fw,l.
Wanneer een fietser uitrijdt, ondervindt de fietser behalve Fw,l ook rolweerstandskracht Fw,r.
, De schuifwrijvingskracht op een stilliggend voorwerp kan waarden aannemen tussen nul en een
maximale waarde, die afhangt van de ruwheid van de oppervlakken die langs elkaar schuiven en van
de normaalkracht op het voorwerp. Je kunt de (maximale) schuifwrijvingskracht berekenen met de
volgende formule:
Fw,s, max = f * Fn
Fw,s, max maximale schuifwrijvingskracht in newton (N)
f wrijvingscoëfficiënt (dimensieloos)
Fn normaalkracht in newton (N)
De wrijvingscoëfficiënt hangt af van de ruwheid van de langs elkaar schuivende oppervlakken. In de
praktijk blijkt dat er een grotere kracht nodig is om het voorwerp aan het schuiven te krijgen dan om
het voorwerp daarna met constante snelheid te laten bewegen. Voor een voorwerp in rust is de
wrijvingscoëfficiënt daarom groter dan tijdens eenparig schuiven.
De rolweerstandskracht is onafhankelijk van de snelheid van het voorwerp. De grootte van de
luchtweerstandskracht Fw,l is wel afhankelijk van de snelheid:
Fw,l = 0.5 ρ * Cw * A * V2
Fw,l luchtweerstandkracht in newton (N)
ρ luchtdichtheid in kilogram per kubieke meter (kg/m3)
Cw luchtweerstandscoefficient (afhankelijk van de stroomlijn van het bewegende voorwerp;
dimensieloos)
A frontale oppervlakte van het voorwerp in vierkante meter (m2)
V snelheid in meter per seconde (m/s)
3.2 Krachten samenstellen en ontbinden
Werking van meerdere krachten
Verschillende sleepboten trekken een transportschip in een richting, het lijkt of er een kracht op het
schip werkt, die blijkbaar de spankrachten vervangt, samenstellen van krachten. Een samengestelde
kracht noem je de resulterende kracht Fres of resultante.
Krachten langs een lijn
De resultante van twee gelijk gerichte krachten is gelijk aan de som van die krachten. De resultante
van twee tegengesteld gerichte krachten is gelijk aan het verschil van die krachten.
Samenstellen van willekeurig gerichte krachten
Resulterende kracht bepalen kan op twee manieren:
1. Parallellogrammethode. Zijn er meer krachten, dan teken je eerst de resultante van de
krachten F1 en F2. Vervolgens maak je met deze resultante en F3 een nieuw parallellogram. De
diagonaal van dit tweede parallellogram is de resultante van de drie krachten.
2. Kop-staartmethode:
● F1 wordt op schaal getekend.
● Je legt de staart van kracht F2 aan de kop van kracht F1.
● Je tekent de resultante als een pijl die begint in het aangrijpingspunt van F1 en
eindigt bij het uiteinde van F2.
● Na het opmeten bepaal je de resulterende kracht.
Zijn er meer krachten, dan ga je in stap 2 met iedere volgende kracht door.
