Om een bocht te maken zet de schaatser zich af op het ijs. Gaat hij met een te grote snelheid de bocht in, dan vliegt hij eruit. Wat hebben snelheid en kracht met elkaar te maken bij het schaatsen van een bocht?
Figuur 7.7
7.2
Middelpuntzoekende kracht
Kracht bij eenparige cirkelbewegingen In hoofdstuk 3 is de tweede wet van Newton gedefinieerd door F⃗res = m ∙ a⃗ met a = ___ Δv . Δt Hierin is Δv de snelheidsverandering. Snelheid is een vector. Zowel de grootte als de richting van de snelheid kan dus veranderen. Bij eenparige cirkelbewegingen verandert de grootte van de snelheid niet, maar de richting wel. Vanwege deze snelheidsverandering kun je zeggen dat een voorwerp dat een eenparige cirkelbeweging uitvoert aan het versnellen is. Dan werkt er volgens de tweede wet van Newton een resulterende kracht op het voorwerp. Die resulterende kracht noem je de middelpuntzoekende kracht . Die heet zo omdat de resulterende kracht bij een eenparige cirkelbeweging naar het middelpunt van de cirkel is gericht.
Grootte van middelpuntzoekende kracht In figuur 7.8 zie je een schaatser in een bocht. Als hij schaatst met constante baansnelheid, is hij toch aan het versnellen, omdat de richting van zijn snelheid verandert. Op de schaatser werkt dus een resulterende kracht. Als je de tegenwerkende krachten van de lucht en het ijs verwaarloost, werken tijdens het schaatsen van een bocht drie krachten op de schaatser. In figuur 7.8 zijn deze drie krachten getekend: de zwaartekracht Fzw, de normaalkracht Fn en de schuifwrijvingskracht Fw,schuif. Deze laatste kracht ontstaat doordat de schaatser zich afzet tegen het ijs. Volgens de derde wet van Newton oefent het ijs dan een even grote, maar tegengestelde kracht uit op de schaatser. Dit is dus de schuifwrijvingskracht Fw,schuif.
33 0
h o ofdstuk 7
