Krachten en beweging: De krachten zelf
Bijles natuurkunde HAVO
Hoe wordt kracht weergegeven?
Peter (links) duwt tegen een kast aan. Jan (rechts) duwt ook tegen de kast aan. Zie de figuur hierboven. De kracht van Peter op de kast wordt in de figuur met een pijl weergegeven. De pijl begint bij het zogenaamde aangrijpingspunt van de kracht. Het aangrijpingspunt is de plaats waar de kracht op het voorwerp werkt. Waar de pijl naar wijst, geeft aan waar de kracht naar wijst: de richting van de kracht dus. De lengte van de pijl van Peter duwt met kracht F1 tegen de kast; Jan duwt met de kracht F2. Omdat Peter en Jan even hard tegen de kast duwen, zijn de lengten van de pijlen aan elkaar gelijk. Er geldt: F1 = F2.
Conclusie: In een figuur met twee (of meer) krachten geldt -in het algemeen- dat de verhouding van hoe groot de krachten zijn (1 N, 200 N etc.) gelijk is aan de verhouding van de lengtes van de pijlen.
Welke kenmerken heeft kracht?
(!) Elke kracht heeft drie kenmerken: een grootte, een richting en een aangrijpingspunt. De grootte van de kracht wordt uitgedrukt in newton (afgekort N). Zo duwt
Peter in het vorige voorbeeld bijvoorbeeld met een kracht van 100 newton en Jan ook met een kracht van 100 newton (want de pijlen waren even lang).
Korter opgeschreven is dit: F1 = 100 N en F2 = 100 N.
De eenheid Newton is niet heel erg groot. Zo is de kracht om een doosje van 100 gram op te kunnen tillen maar één newton. Dus geldt: 1 Newton = 100 gram.
Krachten zijn vectoren. Dat betekent dat krachten een grootte en een richting hebben. Dit
betekent dat je krachten bij elkaar op mag tellen. Hierdoor is 3 Newton + 5 Newton gelijk aan 8 Newton. Je kan vectoren herkennen doordat er een pijl staat boven de grootheid. Zelf moet je vectoren ook ALTIJD aanduiden met een pijl boven de grootheid!
Bij het tekenen van krachten worden vaak schalen gebruikt. Zo kan er bij staan dat 1 N overeenkomt met 5 cm. Als er dus een kracht van 1 N is, wordt dat als een pijl met lengte 5 cm getekend. Deze schaal zal in de tekening of figuur aangegeven staan.
Het ontbinden van krachten:
Vaak moet je krachten kunnen ontbinden. Dit is een tactiek om krachten in een figuur makkelijker bij elkaar op te kunnen tellen. Zo wordt in de figuur rechts de Fz// (= de evenwijdige zwaartekracht) bij de Fzloodrecht opgeteld en vormt dat samen de Fz.
Hoe doe je dit?
Maar hoe doe je dit? Dat gaat als volgt:
- Teken eerst een component loodrecht op het vlak ( hoek moet dus 90 graden zijn)
Dan krijg je Fzloodrecht.
- Teken vervolgens de andere component; deze moet evenwijdig aan het vlak zijn. Dan krijg je Fz//.
- Het punt waar de stippellijnen elkaar raken, is waar de pijl van Fz komt. Teken deze lijn; zo ontstaat de rode lijn Fz.
