Krachten Tekenen

Om opgaven te kunnen maken, begrijpen en beantwoorden moeten we krachten zichtbaar maken. We doen dit vaak in tekeningen. Een kracht heeft niet alleen een waarde in newton , maar ook een richting. Daarom tekenen we een kracht als een pijl. We noemen zo'n pijl een vector (afbeelding 1). Een vector heeft drie eigenschappen. De lengte van de vector geeft de grootte van de kracht aan. De richting van de vector geeft de richting van de kracht aan. Het aangrijpingspunt geeft aan op welk punt de kracht precies werkt.

Krachtenschaal
Van een pijl kun je de lengte meten in bijvoorbeeld centimeters. Hiermee weet je nog niet hoe groot de kracht is. Daarvoor moet er een krachtenschaal bij.

Een krachtenschaal geeft de verhouding aan tussen de lengte van de pijl en de kracht die hij voorstelt. Het ≙ teken betekent 'komt overeen met'. In de afbeelding hierboven stelt elke centimeter 5 newton voor. Een pijl van 4 centimeter stelt dan 4 x 5 = 20 newton voor.

Aangrijpingspunt
Het aangrijpingspunt is de plek waar de kracht werkt. In de afbeelding hieronder zie je twee voorwerpen die een kracht op elkaar uitoefenen. In zo'n geval teken je het aangrijpingspunt in het midden van het gebied waar de twee voorwerpen elkaar raken. De hand van het mannetje raakt de kast. Je tekent het aangrijpingspunt in het midden van zijn hand.

Instructievideo

directe link

Opgave 21
Hieronder zie je een vector. Een vector heeft drie eigenschappen.
Geef de namen van de eigenschappen a,b en c.

 

 

Opgave 22
Vul in.
Krachten tekenen we met een ____________ . Die ziet eruit als een pijl. Het begin van de pijl noemen we het ______________ . Dit is de plek waar de kracht werkt. De lengte van de pijl stelt de hoeveelheid ______________ voor. Die kun je bepalen met een __________ .

Opgave 23  (knipblad)
Hieronder is een aantal vectoren getekend, elk met een krachtenschaal erbij. Bepaal hoe groot de kracht is van elke vector.

Opgave 25 (knipblad)
Hierondenr zie je een plaatje van een boogschieter.

Teken hierin vectoren van de volgende krachten.
a)  spierkracht, van hand op boog. (240 N)
b)  spankracht, van touw op bovenkant boog. (570 N)
c)  spierkracht, van hand op touw. (240 N)
d)  trekkracht, van onderkant boog op touw. (570 N)
e)  zwaartekracht, van aarde op man. (680 N)

Opgave 26 (knipblad)
Hieronder zie je een plaatje van een man met een kruiwagen.

Teken hierin de vectoren van de volgende krachten.
a) spierkracht, van linkerhand op handvat. (32 N)
b) spierkracht, van rechterhand op handvat. (32 N)
c) zwaartekracht, op het hout. (200 N)
d) duwkracht, van het wiel op de grond. (140 N)

Opgave 27 (knipblad)
Hieronder is een aantal vectoren getekend, elk met een kracht erbij. Bepaal de krachtenschaal bij elke vector.

Nettokracht en Beweging

Wanneer er twee of meer krachten op één voorwerp werken noemen we het resultaat van alle krachten samen de nettokracht. De nettokracht wordt ook wel somkracht of resultante genoemd.

Tegengestelde krachten
Als twee krachten op dezelfde lijn staan maar in tegengestelde richting, kun je de nettokracht bepalen door de twee krachten van elkaar af te halen.

De twee mannetjes trekken in tegenovergestelde richting aan het touw. De krachten werken in dezelfde lijn. De nettokracht is het verschil tussen de twee krachten:

130 N  -  80 N  =  50 N

Het rechter mannetje trekt harder dus de nettokracht werkt naar rechts.

Samenwerken
Wanneer de krachten in dezelfde richting werken en op dezelfde lijn staan mag je ze gewoon optellen.

De twee mannetjes links trekken aan hetzelfde touw. Deze twee krachten staan in dezelfde lijn en werken in dezelfde richting. Je mag ze bij elkaar optellen. De nettokracht van de twee mannetjes is

80 N  +  80 N  =  160 N

Ze werken het rechter mannetje tegen. Die trekt met een kracht van 130 newton. De nettokracht van de drie mannetjes is hier dus

160 - 130 = 30 N

Nettokracht en de soorten beweging
Een kracht kan een verandering van snelheid veroorzaken. Bij het fietsen zet je die kracht met je spieren. Je zou dit de aandrijfkracht kunnen noemen. De lucht zorgt voor weerstand. Die weerstand remt je af. Zolang je harder trapt dan de lucht je tegenhoudt, ga je steeds sneller. Als je net zo veel spierkracht zet als de luchtwrijving, dan verandert je snelheid niet. De nettokracht is dan gelijk aan nul. Als je minder hard trapt dan de luchtweerstand, dan neemt je snelheid af.

Instructievideo

directe link

• De Nettokracht

Opgave 28
Noem twee andere namen voor de nettokracht.

Opgave 29
Leg uit wat het woord netto-kracht betekent?
Gebruik in je antwoord de begrippen: kracht, voorwerp en gevolg(en).

Opgave 30
Je stapt bij je moeder in de auto. De motor in de auto zorgt ervoor dat de auto gaat rijden.
a) In welke richting werkt de kracht die de motor veroorzaakt?

Je moeder moet stoppen voor een stoplicht en trapt op de rem.
b) In welke richting werkt de remkracht?

Je moeder gaat daarna weer rijden. Tijdens het rijden ontstaat er luchtwrijving.
c) In welke richting werkt de kracht van de luchtwrijving?

Op de snelweg rijden jullie met een constante snelheid.
d) Wat kun je zeggen over de motorkracht en de luchtwrijving, als de auto met constante snelheid rijdt?

Opgave 31
Hieronder zie je twee mannetjes die samen een kist vooruit slepen.
a) Hoe groot is de somkracht?
b) In welke richting werkt deze kracht?
c) Waar zit het aangrijpingspunt van deze kracht op de kist?

Opgave 32
Hieronder zie je een vierspan van paarden. Hoeveel kracht moet het vierde paard zetten om een resultante te krijgen van 6400 N?

Opgave 33
Hieronder zie je een kist waarop twee krachten werken.
a) Hoe groot is de somkracht?
b) In welke richting werkt deze kracht?

Opgave 34 (knipblad)
Hieronder staan zes plaatjes met daarin steeds twee krachten getekend.
a) Bepaal in elk plaatje hoe groot de somkracht is.
b) Teken in elk plaatje de somkracht.

• aangrijpingspunt
  De plek waar de kracht werkt. Bij zwaartekracht is dit het zwaartepunt, anders het midden van het grensvlak tussen twee voorwerpen.

• krachtenschaal
  Een verhouding tussen lengte van een vector en de grootte van de kracht in een tekening. Let op, elke tekening kan een andere krachtenschaal hebben.

• nettokracht
  Een ander woord voor resultante.

• resultante
  De kracht die hetzelfde resultaat heeft als het resultaat van meerdere krachten die samen werken op 1 voorwerp. Resultante wordt ook wel somkracht en nettokracht genoemd.

• somkracht
  Een ander woord voor resultante.

• vector
  Pijl waarmee we een kracht tekenen. Zo'n pijl heeft een aangrijpingspunt , lengte en richting.

• Je kunt in een tekening het aangrijpingspunt van een genoemde kracht aanwijzen.
  Praktische vaardigheid: Het aangrijpingspunt zit bijna altijd in het midden van het grensvlak tussen twee voorwerpen . Alleen bij zwaartekracht ligt het aangrijpingspunt vaak in het midden van het voorwerp.

• Je kunt met een krachtenschaal de lengte bepalen die hoort bij een gegeven kracht in newton .
  Praktische vaardigheid: maak van de kracht en de lengte een verhoudingstabel . Zet daarin de verhouding en je gegeven. Reken vervolgens de gevraagde uit.

• Je kunt in een afbeelding een genoemde kracht tekenen als een vector.
  Praktische vaardigheid:
  1. Bepaal waar het aangrijpingspunt van de kracht zit.
  2. Bepaal de richting van de kracht .
  3. Zoek op of er bij je tekening een krachtenschaal wordt gegeven. Zo niet bedenk dan zelf een krachtenschaal . Zorg dat je getekende kracht niet te groot of te klein wordt.
  4. Bereken de lengte van de kracht die je gaat tekenen.
  5. Teken de kracht.

• Je kunt twee andere namen noemen voor het begrip 'somkracht'
  Somkracht wordt ook vaak nettokracht en resultante genoemd.

• Je kunt uitleggen wat we bedoelen met het begrip somkracht.
  De somkracht is de kracht die hetzelfde effect heeft als dat van alle andere krachten samen.

• Je kunt uitleggen wat we bedoelen met 'twee krachten in één lijn'.
  Bij touwtrekken bijvoorbeeld werken alle krachten op dezelfde lijn, het touw.

• Je kunt uitleggen waarom twee krachten in dezelfde richting bij elkaar opgeteld mogen worden.
  Twee krachten in dezelfde richten helpen elkaar, ondersteunen elkaar. Daarom mag je ze bij elkaar optellen.

• Je kunt uitleggen waarom twee krachten in tegengestelde richting van elkaar af getrokken mogen worden.
  Twee krachten die in tegengestelde richting staan werken elkaar tegen. Daarom mag je ze van elkaar aftrekken.

• Je kunt uitleggen wat er met een voorwerp gebeurt, als de nettokracht gelijk is aan nul.
  Als de nettokracht gelijk is aan nul, verandert de snelheid van dat voorwerp niet.
  Als het voorwerp stilstaat, blijft het stilstaan.
  Als het voorwerp al een snelheid heeft, dan zal het met die snelheid blijven bewegen.

• Je kunt uitleggen hoe de nettokracht de beweging van een stilstaand voorwerp beïnvloedt.
  Als de nettokracht groter is dan nul, zal het voorwerp beginnen te bewegen in de richting van de nettokracht.

• Je kunt uitleggen hoe de nettokracht de beweging van een bewegend voorwerp beïnvloedt.
  Als de nettokracht groter is dan nul en in de richting van de beweging, dan zal het voorwerp steeds sneller gaan.
  Als de nettokracht groter is dan nul en tegen de richting van de beweging in, dan zal het voorwerp steeds langzamer gaan.