Natuurkunde SV H4 (Krachten)

LET OP!: DE EXAMENCONTEXTEN (2, 4, 5, 6 en 7) ZIJN HIER NIET IN OPGENOMEN

Symbool F, eenheid Newton (N). Op 1 kg werkt 9.81 N.

Tekenen;

·         Aangrijpingspunt (punt waar het voorwerp de kracht voelt)
·         Werklijn
·         Richting + grootte (op schaal)
·         Notatie; grote letter F + kleine letter vd. krachtsoort

Invloed;
·         Vervorming
        o   Plastische vervorming = permanent
        o   Elastische vervorming = vervorming wordt ongedaan als de kracht niet meer werkt
·         Snelheidsverandering
·         Richtingsverandering

Als de krachten op 1 voorwerp even groot & tegengesteld zijn, is het voorwerp in evenwicht of heeft het een constante snelheid.

3^e wet van Newton; Als voorwerp A een kracht uitoefent op voorwerp B, dan oefent voorwerp B ook een kracht uit op voorwerp A.

NB!: Hier geldt dat als krachten even groot & tegengesteld van richting zijn, heffen ze elkaar niet op, omdat ze allebei op een ander voorwerp werken.

Als de krachten even groot zijn, is het effect groter op een voorwerp met een lichtere weerstand.

Krachten optellen;

·         Als de krachten dezelfde richting hebben, mag je de krachten optellen
·         Als de krachten een tegenovergestelde richting hebben, mag je ze van elkaar aftrekken
·         Als de krachten verschillende richten hebben, gebruik je
        1.       Kop-staart methode; krachten achter elkaar plakken
        2.       Evenwijdige stippellijnen (je tekent als het ware een parallellogram)

Krachten ontbinden; doe je in 2 handige richtingen die loodrecht op elkaar staan. Krachten ontbinden is nodig om krachten die in verschillende richtingen werken te berekenen.

Het punt waar de kracht uitkomt als ze opgeteld e.d. zijn, heet de somkracht.`
Je berekent de kracht door;

-   Pythagoras; a² +b² = c² (in een rechthoekige driehoek)
-   Of goniometrie; SOS CAS TOA à als je een hoek weet en een zijde (die bij deze opdrachten in kracht (Newton) zijn uitgedrukt ipv. afstand (centimeter)) kan je een 2^e zijde uitrekenen (NB; in een rechthoekige driehoek)

Moment; neiging tot draaien. Symbool; M, eenheid; N ∙ m

Een moment krijg je met een kracht (F) en een arm (r in meter, = afstand vd. werklijn vd. kracht tot het draaipunt). Het moment wordt groter door meer kracht of een grotere arm. De arm staat loodrecht werklijn vd. kracht (= lijn die in het verlengde vd. kracht ligt).

M = F ∙ r

Moment bepalen;
·         Teken schematisch de hefboom (= rechte lijn)
·         Bepaal het draaipunt
·         Teken de krachten

De kracht die in het draaipunt werkt, is een tegengestelde kracht van M_linksom + M_rechtsom. Omdat er geen arm is, is er geen moment (dit geldt btw voor alle krachten die 1. evenwijdig aan de hefboom lopen en 2. als aangrijpingspunt het draaipunt hebben).
Alle momenten aan 1 kant mag je optellen, en bij evenwicht geldt M_linksom = M_rechtsom

Zwaartepunt; ligt altijd in het midden ve. voorwerp, dit is het punt waar de zwaartekracht op werkt.
De zwaartekrachtwerkt altijd recht naar beneden. De normaalkracht werkt altijd loodrecht op het oppervlak waar het voorwerp op staat, maar hij werkt niet als er geen contact met de aarde is.

samenvatting natuurkunde brillen (so)

Bijziend; ooglens is te sterk (gecorrigeerd door - sterkte bril). Verte is = onscherp, dichtbij = scherper dan normaal. Je bril maakt van het voorwerp (∞) een virtueel beeld in het vertepunt.

Verziend; ooglens is te slap (gecorrigeerd door + sterkte bril). Dichtbij = onscherp.

Oudziend; oog kan minder goed accommoderen (= aanpassen van sterkte (f) van je oog) (gecorrigeerd door + sterkte bril)

Als  v = ∞, dan b = f ofwel het brandpunt ligt op de je netvlies als de stralen evenwijdig binnenkomen.

Als je in de verte kijkt, is je oog ontspannen. Hoe dichterbij het voorwerp, des te meer moet je oog accommoderen.

Vertepunt; het verste punt dat je scherp kan zien (normaal oog = ∞)
Nabijheidspunt; het dichtstbijzijnde punt dat je scherp kunt szien (normaal oog = 15-25 cm)

Een bril maakt van het vervormde beeld dat je oog maakt, een virtueel beeld (wat dus eigenlijk goed gecorrigeerd wordt en werkelijkheid is = voorwerp) dat tussen V en N ligt (want je ziet scherp tussen V en N)

S = 1/f = 1/b + 1/v 

Voorbeeldopdrachten;

1. Je rechteroog ziet met een contactlens van -1,5 dpt scherp in de verte.

a.       Ben je met dit oog bijziend, verziend of oudziend?

·         Bijziend, dat is de enige bril met - sterkte

b.      Waar ligt je vertepunt zonder lens?

·         S = -1.5 dpt, v = ∞, b = ?
S = 1/b + 1/v
-1.5 =1/ ∞+ 1/b-1.5 = 1/b 
b =  1/-1.5
b = -0.66 meter
b = 66 centimeter (virtueel beeld)

c.       Waar ligt je nabijheidspunt zonder lens als het met lens op 25 cm ligt?

·         S = -1.5 dpt, v = 0.25 m, b = ? reken maar uit

2. Iemand is verziend en heeft een bril met een brandpuntsafstand van 22 cm. Hij moet zijn boek op 25 cm houden om scherp te kunnen zien.

a.       Waar moet hij het boek houden om het zonder bril te kunnen lezen?

·         v = 0.25 m, f = 0.22 m, b = ?
1/f = 1/v + 1/b1/0.22 = 1/0.25 + 1/b
1/b = 1/0.22 - 1/0.25
1/b = 0.5454
b = 1.83 m
b = 183 cm

3. Oma kan nog maar vanaf 60 cm scherp zien, maar wil vanaf 25 cm scherp zien.

a.       Bereken hoe sterk haar bril moet zijn.

·         b = -0.60 m, v = 0.25 m
S =  1/v  + 1/b
S =  1/-0.6 + 1/0.25
S = 2.3 dpt

4. Een verziend iemand heeft een bril (S = 1,5 dpt). Zonder bril is zijn nabijheidspunt 40 cm.

a.       Kan hij met deze bril fatsoenlijk lezen?

·         S = 1.5 dpt, b = -0.40 m, v = ?
S = 1/v + 1/b
1.5 = 1/-0.4 + 1/v
1.5 - 1/-0.4  = 1/v
4 = 1/v
v = 0.25 m
v = 25 cm
Het gemiddelde nabijheidspunt ligt tussen 15 en 25 cm, dus ja.