4 minute read
3.5 Afsluiting
Samenvatting
In dit hoofdstuk heb je kennisgemaakt met verschillende krachten. Een kracht heeft een grootte, een richting, een aangrijpingspunt en een werklijn. Verschuif je een kracht bij een rechtlijnige beweging, dan verandert het gevolg van de kracht niet.
Als twee of meer krachten werken op hetzelfde voorwerp, kun je alle krachten samenstellen tot één resulterende kracht. De resulterende kracht heeft hetzelfde gevolg als de afzonderlijke krachten samen. Maken de werklijnen van twee krachten een hoek met elkaar, dan gebruik je de parallellogrammethode om de resulterende kracht te construeren. In een tekening op schaal bepaal je de grootte van een kracht met behulp van metingen en de krachtenschaal.
Een kracht ontbind je in twee krachten met de omgekeerde parallellogrammethode. Je moet dan de werklijnen van die twee krachten weten. Als een voorwerp op het punt staat te gaan bewegen of als het beweegt staan die werklijnen loodrecht op elkaar: één in de mogelijke bewegingsrichting en de andere loodrecht erop. Bij ontbinden van de zwaartekracht op een helling is een van de werklijnen evenwijdig aan de helling en de andere staat loodrecht op de helling.
Krachten zijn in evenwicht als de resulterende kracht gelijk is aan 0 N. Bij twee krachten betekent dit dat de krachten even groot zijn en in tegengestelde richting werken. Zijn drie krachten in evenwicht, dan is de resulterende kracht van twee krachten even groot als en tegengesteld gericht aan de derde kracht.
Zijn bij een driekrachtenevenwicht twee krachten bekend, dan construeer je eerst de resulterende kracht en vervolgens de tegengestelde kracht. Je kunt ook eerst de twee tegengestelde krachten construeren en daarna die twee krachten samenstellen. Is bij een driekrachtenevenwicht maar één kracht bekend, dan moeten de werklijnen van de andere krachten ook bekend zijn. Je ontbindt dan eerst de bekende kracht in de richting van de werklijnen en vervolgens construeer je de tegengestelde krachten van de componenten. Je kunt ook eerst de tegengestelde kracht construeren en volgens die kracht ontbinden in de richting van de werklijnen.
Gegevens die betrekking hebben op dit hoofdstuk
De formules die in dit hoofdstuk besproken zijn, staan hieronder bij elkaar.
zwaartekracht
Fzw = m ∙ g
veerkracht
Fveer = C ∙ u
Sommige formules kun je terugvinden in BINAS in tabel 35A Mechanica. In de tabel 7 en 30B staan gegevens over de valversnelling op aarde.
▶ tekenblad ▶ hulpblad 32 Tom maakt voor een ontwerpopdracht een weegschaal. Hij bevestigt vier veren aan een plank. Zie figuur 3.52. Als een veer niet is uitgerekt, geldt voor de totale lengte
AB = 8,0 cm. De veerconstante van elke veer is 4,9·103 Nm−1 .
8,0
Figuur 3.52
De plank hangt hij op in een kist. De massa van de plank is zo klein dat de veren niet uitgerekt zijn als de weegschaal niet wordt belast. De veren hangen dan horizontaal. Tom gaat op het midden van de plank staan. De plank zakt dan naar beneden. De afstand AC is nu 9,0 cm. Zie figuur 3.53.
9,0
Figuur 3.53
a Noem de krachten die op de plank met Tom werken. b Toon aan dat de kracht die één veer uitoefent op de plank gelijk is 2,0 · 102 N.
Bereken daartoe eerst de uitrekking van de veer. Elke veerkracht kun je ontbinden in twee richtingen: een verticale en een horizontale richting. De krachten op de plank zijn in evenwicht. c Leg uit dat de horizontale componenten van de veerkrachten elkaar opheffen. Ook in verticale richting heffen de krachten op de plank elkaar op. d Toon met behulp van een constructie aan dat de verticale component van de veerkracht van één veer gelijk is aan 1,5 · 102 N. Teken daartoe in punt C voor de veerkracht op de plank een pijl van 3,0 cm. e Bereken de massa van Tom.
▶ tekenblad ▶ hulpblad 33 Jeri beklimt een berg. De massa van
Jeri is 76 kg. Tijdens een pauze hangt
Jeri aan haar klimtouw tegen de rotswand. Zie figuur 3.54. Op Jeri werkt een aantal krachten, waaronder de kracht van de rots F rots . De krachten op Jeri zijn in evenwicht. a Leg uit wat het betekent dat de krachten in evenwicht zijn.
De werklijn van F rots is getekend in figuur 3.54. b Bepaal door constructie de grootte van de kracht die de rots uitoefent op Jeri.
De werklijn van F rots staat niet loodrecht op de rots. Je kunt F rots ontbinden in twee componenten, een kracht loodrecht op de rots en een kracht evenwijdig aan de rots. c Geef de namen van de twee componenten.
Jeri klimt verder omhoog. Als Jeri weer een pauze houdt, brengt zij haar lichaam weer in dezelfde positie.
Zie figuur 3.55. d Leg uit dat de kracht op het touw steeds groter wordt als Jeri hoger klimt.
Zelftoets
Maak de zelftoetsen
Figuur 3.54
