Leerdoelen
•Je kunt uitleggen wat een moment is.
•Je kunt rekenen met momenten.
•Je kunt rekenen met de momentenwet (of hefboomwet).
Wat is een moment?
Een moment is een effect dat ontstaat wanneer een kracht iets laat draaien. Stel je voor dat je een deur opent. Je duwt tegen de deurklink. De kracht die jij levert, zorgt ervoor dat de deurklink draait om een vast punt: het draaipunt (het scharnierpunt van de deurklink). De afstand tussen de plek waar jij de kracht uitoefent en het draaipunt noemen we de arm.
Omdat de kracht die je levert op een afstand (de arm) van het draaipunt werkt, ontstaat er een vergroting van de kracht die de draaiing veroorzaakt. Dit effect noemen we het moment. Het moment is een nieuwe grootheid in de natuurkunde. De afkorting voor moment is een grote
De formule voor momenten
Momenten kun je berekenen. Het gaat immers om een kracht die over een bepaalde afstand werkt. De formule hiervoor is:
Hierin staat:
•
•
•
Oefenen met momenten: de moersleutel
Je gebruikt een moersleutel om je fiets te repareren. De moersleutel is
Gegevens:
•Lengte van de moersleutel (arm
•Kracht
Gevraagd:
•Moment
Oplossing:
•Voordat we gaan rekenen, moeten we ervoor zorgen dat alle eenheden kloppen. De arm moet in meters zijn, niet in centimeters.
•
Nu kunnen we de formule invullen:
•
•
Het moment van de moersleutel op je fiets is dus
De momentenwet of hefboomwet
Soms zijn er meerdere momenten tegelijkertijd aan het werk, bijvoorbeeld op een wipwap in de speeltuin. Aan beide kanten van het draaipunt zit een persoon. Beide personen oefenen een kracht uit (hun zwaartekracht) op een bepaalde afstand van het draaipunt in het midden.
Wanneer de wipwap in evenwicht is (niet beweegt), zijn de momenten aan beide kanten gelijk. Dit noemen we de momentenwet of hefboomwet.
De formule voor de momentenwet is:
Of, uitgeschreven met krachten en armen:
Hierin staan:
•
•
•
Deze formule staat niet in de Binas, dus moet je uit je hoofd leren.
Oefenen met de momentenwet: de tang
Je gebruikt een tang om een draadje door te knippen. De tang heeft een kracht van
Gegevens:
•Arm van de knijpkant
•Arm van de knipkant
•Kracht die nodig is om te knippen
Gevraagd:
•Kracht die jij moet leveren
Oplossing:
•Ook hier moeten we eerst de eenheden omrekenen van centimeters naar meters:
•
•
Nu vullen we de momentenwet in:
•
•
•
•
Je hoeft dus maar een kracht van
Waarom werkt een flesopener?
Een flesopener is een voorbeeld van een hefboom. Wanneer je de opener gebruikt, creëer je een groot moment. De opener heeft een relatief lange arm (de afstand van waar jij de opener vasthoudt tot het draaipunt onder de dop). Door deze grote arm wordt de kracht die jij levert enorm vergroot op het kleine stukje dat de dop omhoog duwt. Hierdoor ontstaat er voldoende kracht om de dop van het flesje te wrikken. Zonder de opener zou je een veel grotere kracht direct met je vingers moeten leveren, wat meestal niet lukt.
