Soorten krachten

Leerdoelen

•je kunt verschillende soorten krachten benoemen

•je kunt verschillende soorten krachten herkennen

•je kunt de zwaartekracht berekenen

•je kunt een kracht tekenen

Wat is kracht?

Kracht is iets wat je niet direct kunt zien, maar wel kunt waarnemen door de effecten ervan. In de natuurkunde willen we alles kunnen weergeven, dus tekenen we kracht als een pijl.

•De pijl heeft een aangrijpingspunt: de plek waar de kracht begint te werken. Dit wordt vaak aangegeven met een stip.

•De pijl heeft een richting: de richting waarin de kracht werkt.

•De pijl heeft een lengte: de lengte geeft de grootte van de kracht aan.

Krachten worden vaak op schaal getekend. Bijvoorbeeld:1\operatorname{cm}=2\operatorname{N}1\operatorname{cm}=2\operatorname{cN}1\operatorname{cm}=2\operatorname{cNm}1\operatorname{cm}=2\operatorname{cm}1\operatorname{cm}=2c1\operatorname{cm}=21\operatorname{cm}=2N1\operatorname{cm}=2Ne1\operatorname{cm}=2New1\operatorname{cm}=2Newt1\operatorname{cm}=2Newto1\operatorname{cm}=2Newton1c=2Newton1=2Newton1c=2Newton. Dit betekent dat elke centimeter van de pijl 2 newton aan kracht vertegenwoordigt.

De eenheid van kracht is newton, afgekort als\operatorname{N}\operatorname{cN}\operatorname{cNm}\operatorname{cm}c. De grootheid kracht is vernoemd naar Isaac Newton, de wetenschapper die veel onderzoek naar krachten heeft gedaan.

Verschillende soorten krachten

Er zijn verschillende soorten krachten, elk met een eigen naam en afkorting:

•Spierkracht\left(F_{sp}\right)\left(F_{s}\right)\left(F\right)\left(Fs\right)\left(Fsp\right): De kracht die je spieren uitoefenen.

•Magneetkracht\left(F_{m}\right)\left(F_{}\right)\left(F_{s}\right)\left(F_{sp}\right): De kracht die magneten op elkaar uitoefenen.

•Veerkracht\left(F_{v}\right)\left(F_{}\right)\left(F_{s}\right)\left(F_{sp}\right): De kracht die een veer uitoefent als je hem uitrekt of indrukt.

•Zwaartekracht\left(F_{z}\right)\left(F_{}\right)\left(F_{s}\right)\left(F_{sz}\right)\left(F_{s}\right)\left(F_{sp}\right): De aantrekkingskracht van een planeet op een object. Dit wordt ook wel gravitatiekracht genoemd.

•Spankracht\left(F_{s}\right)\left(F_{}\right)\left(F_{z}\right): De kracht die in een touw ontstaat als er aan getrokken wordt.

•Normaalkracht\left(F_{n}\right)\left(F_{}\right)\left(F_{s}\right)\left(F_{sp}\right): De kracht die een oppervlak uitoefent op een object dat erop rust.

Zwaartekracht berekenen

De zwaartekracht is de aantrekkingskracht van de aarde op een object. De zwaartekracht werkt vanuit het middelpunt van het object (bij mensen ongeveer de navel) recht naar beneden, richting het midden van de aarde.

De grootte van de zwaartekracht hangt af van de massa van het object en de valversnelling (g). De valversnelling op aarde is ongeveer 9,81 newton per kilogram (N/kg). Je mag dit vaak afronden tot 10 N/kg. Vraag aan je docent welke waarde je moet gebruiken.

De formule voor het berekenen van de zwaartekracht isF_{z}=m\cdot gF_{z}=mgF_{z}=m*gF=m*gwaarbij:

•F_{z}=F=zwaartekracht (in newton)

•massa (in kilogram)

•valversnelling (in N/kg)

Rekenvoorbeeld

Een auto op aarde heeft een massa van 1100 kg. Bereken de zwaartekracht van de auto op aarde metg=9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}.

Gegeven:

•m=1100\operatorname{kg}m=1100km=1100m=1100k

•g=9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}

Gevraagd:

•F_{z}=?\operatorname{N}F_{z}=?\operatorname{cN}F_{z}=?\operatorname{cNm}F_{z}=?F_{z}=?\operatorname{Nm}F_{z}=?\operatorname{cNm}F_{z}=\operatorname{cNm}F_{z}=6\operatorname{cNm}F_{z}=6\operatorname{cm}F_{z}=6cF_{z}=6F_{z}=F_{z}=cF_{z}=cmF_{z}=cF_{z}=F_{z}=?F_{z}=?cF_{z}=?cmF_{z}=?cF_{z}=?F_{z}=?NF_{z}=?NcF_{z}=?NcmF_{z}=?NcF_{z}=?NcnF_{z}=?NcF_{z}=?NF=?N

Oplossing:

•F_{z}=m\cdot gF_{z}=mgF_{z}=m*gF=m*g

•F_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791\operatorname{N}F_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791\operatorname{cN}F_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791\operatorname{cNm}F_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791\operatorname{cm}F_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791cF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791F_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N\/}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{N}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{cN}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{cNm}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{\operatorname{cm}kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{ckg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81\operatorname{kg}=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81k=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81N=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81N/=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81N/k=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81N/kg=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}9{,}81N/kg=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9{,}81N/kg=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot981N/kg=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}\cdot9,81N/kg=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}9,81N/kg=10791NF_{z}=1100\operatorname{kg}*9,81N/kg=10791NF_{z}=1100k*9,81N/kg=10791NF_{z}=1100*9,81N/kg=10791NF_{z}=1100k*9,81N/kg=10791NF_{z}=1100kg*9,81N/kg=10791NF=1100kg*9,81N/kg=10791N

Spankracht en evenwicht

Spankracht komt voor in touwen of kabels die ergens aan vast zitten en waaraan getrokken wordt. Als een object aan een touw hangt en niet beweegt, is er sprake van evenwicht. Dit betekent dat de spankracht in het touw even groot is als de zwaartekracht op het object.

Normaalkracht en evenwicht

Normaalkracht is de kracht die een oppervlak uitoefent op een object dat erop rust. Als je op een stoel zit, oefent de stoel een normaalkracht op je uit. Ook hier is sprake van evenwicht als het object niet beweegt. De normaalkracht is dan even groot als de zwaartekracht op het object.