Met een tang kun je gemakkelijk een grote kracht zetten. Dit komt omdat een tang werkt als een hefboom. Veel gereedschap werkt als een hefboom. Een hefboom heeft altijd een draaipunt. De afstand tussen de kracht en het draaipunt noem je de arm van de kracht. Met een hefboom kun je met een kleine kracht op grote afstand van het draaipunt, een grote kracht maken dicht bij het draaipunt. In het dagelijks leven kom je overal hefbomen tegen. Denk maar eens aan: klauwhamer, breekijzer, schaar, tang, spoorboom, ophaalbrug, en een torenkraan. Bij hefbomen zijn er altijd minstens twee krachten. Er zijn twee soorten hefbomen: Schematisch Tekenen De formule bij een hefboom (hefboomwet) Het effect van een kracht op een hefboom kun je berekenen door de kracht (F) te vermenigvuldigen met de arm (l). Bij evenwicht geldt de hefboomwet. Met de hefboomwet kun je een ontbrekende kracht of arm berekenen. Hefboomwet en eenheden Rekenen met de hefboomwetUitleg
Soms is het handig om een situatie schematisch te tekenen. Elke situatie met een hefboom kun je terug brengen tot de twee simpele situatie schetsen van de afbeelding hieronder.
Met een hefboom kun je met een kleine kracht op een grote afstand van het draaipunt, een grote kracht maken op een kleine afstand van het draaipunt. Wanneer er twee krachten op een hefboom werken, kan er evenwicht ontstaan. Een hefboom is in evenwicht als het effect van beide krachten even groot is.
Om bij een hefboom evenwicht te krijgen, moet het effect van beide krachten even groot zijn. Dit betekent dat je in berekeningen ervoor moet zorgen dat je eerlijk vergelijkt. Als je de éne kracht in newton hebt staan, moet de andere kracht ook in newton. Als je de éne arm in meters hebt staan, moet de andere arm ook in meters staan.
Hieronder zie je twee voorbeelden van het rekenen met de hefboomwet.
Opdrachten
Opgave 1
Leg in je eigen woorden uit wat een hefboom is. Opgave 2
Jan wil met zijn kruiwagen wat aarde verplaatsen.
Hij schept de kruiwagen halfvol zoals in het plaatje hieronder.
a) Leg uit waarom het niet handig is dat Jan de aarde in de achterkant van de kruiwagen heeft gelegd.
b) Welke arm van de hefboom verandert er als Jan de aarde aan de voorkant van de kruiwagen legt?
c) Wat zou er gebeuren met de kracht die Jan nodig heeft om de kruiwagen op te tillen, als de aarde aan de voorkant van de kruiwagen lag?
Opgave 3
Henk wil een paar planken losmaken in de vloer.
Hij gebruikt hiervoor een breekijzer zoals hieronder te zien is.
Helaas werken de planken niet mee en Henk moet erg veel kracht zetten.
Leg uit op welke plek van het breekijzer Henk het beste zijn kracht kan zetten.
Opgave 4 (knipblad)
Hieronder staan vier voorwerpen.
In elk plaatje gaat het om een hefboom.
De kracht die op deze hefboom wordt uitgeoefend is al getekend.
a) Geef in elk voorwerp het draaipunt aan van de hefboom.
b) Schets het resultaat van de kracht die gegeven wordt.
(Teken de kracht die aan de andere kant van de hefboom ontstaat ongeveer.)
Opgave 5
Maak een schets van elk van de hefbomen van vraag 4.
Opgave 6
Noem de hefboomwet in woorden en symbolen Opgave 7
Hieronder zie je een hefboom met aan twee kanten gewichtjes eraan.
Henk zegt: "Die hefboom moet in evenwicht zijn, de krachten werken op dezelfde afstand van het draaipunt."
Piet zegt: "Die hefboom is niet in evenwicht. De krachten zijn niet even groot aan beide kanten."
a) Wie heeft hier geen gelijk.
b) Leg je a ntwoord bij a uit.
c) Leg uit hoe een hefboom wel in evenwicht kan zijn ook als de krachten aan beide kanten niet even groot zijn.
Opgave 8
Liesje en haar vader zitten samen op de wipwap.
Liesje heeft een gewicht van 330 N en zit op 4,0 m van het draaipunt.
Vader heeft een gewicht van 600 N.
Een schets van deze hefboom zie je hieronder.
Bereken op hoeveel m afstand van het draaipunt vader moet zitten, om evenwicht te maken.
Opgave 9
Bartje en zijn moeder zitten samen op de wipwap.
Bartje zit op 4 m afstand van het draaipunt.
Moeder heeft een gewicht van 550 N en zit op 3,2 m van het draaipunt.
a) Maak een schets van deze hefboom.
b) Bereken het gewicht van Bartje.
c) Bereken de massa van Bartje. Opgave 10
Kees probeert met een koevoet een blok op te tillen.
Hieronder zie je er een tekening van.
Kees zet op 0,7 m van het draaipunt 400 N kracht.
De arm voor het blok is 8 cm.
a) Teken een schets van deze hefboom.
b) Bereken hoeveel kracht Kees op het blok zet.
Opgave 11
Piet gebruikt een kruiwagen om 50 kg grind te verplaatsen.
Het massamiddelpunt van het grind zit op 60 cm van de as.
De handvatten, waar Piet kracht zet, zitten op 1,3 m van de as.
a) Teken een schets van deze hefboom.
b) Bereken het gewicht van het grind.
c) Bereken de kracht die Piet moet zetten om de kruiwagen opgetild te houden.
