Krachten en evenwicht
Zwaartekracht
De kracht die de aarde op voorwerpen uitoefent, noem je de zwaartekracht (Fz).
De zwaartekracht zorgt er voor dat alles wat een massa heeft een gewicht krijgt. Er geldt: Fg = Fz ≈ 10 x m
Het massamiddelpunt of zwaartepunt van een voorwerp is het punt waarin je de zwaartekracht op dat voorwerp laat aangrijpen. De ligging van het zwaartepunt is afhankelijk van de vorm en de samenstelling van het voorwerp.
Op een voorwerp dat op een tafel ligt, werkt de zwaartekracht. Toch valt het voorwerp niet naar beneden. Dat komt omdat er op het voorwerp ook een reactiekracht (of normaalkracht) werkt. De tafel oefent op het boek een kracht uit als reactie op de zwaartekracht. De nettokracht (Fnetto) op het voorwerp is 0.
Reactiekrachten
Een ander voorbeeld van een reactiekracht is de veerkracht (Fv). Als je een voorwerp aan een veer hangt, gaat de veer op het voorwerp een veerkracht uitoefenen. Als het voorwerp in evenwicht is, is de grootte van de veerkracht gelijk aan de grootte van de zwaartekracht. De richting van de krachten is tegengesteld.
De reactiekracht van een touw of ketting wordt wel de spankracht(Fs) genoemd. Als je een voorwerp aan een touw hangt, dan rekt het touw iets uit en gaat strak staan door de gewichtskracht die het voorwerp op het touw uitoefent. Als het voorwerp stil hangt, is de kracht die het touw op het voorwerp uitoefent even groot als de gewichtskracht. De richting van de krachten is tegengesteld.
Een duwkracht neigt ertoe een voorwerp samen te persen.
Een massieve balk of staaf kan een een duwkracht opvangen.
Wel of geen evenwicht?
Als de krachten en reactiekrachten die op een voorwerp werken elkaar opheffen, dan spreek je van een stabiel evenwicht.
Voor een voorwerp waarop krachten in stabiel evenwicht werken geldt:
- dat het voorwerp niet vervormt.
- dat de snelheid (en de bewegingsrichting) van het voorwerp
niet verandert: het voorwerp blijft stilliggen of blijft voortbewegen met dezelfde snelheid en in dezelfde richting.
Als de krachten en reactiekrachten die op een voorwerp elkaar niet opheffen geldt dat het voorwerp vervormt en/of dat de snelheid en/of bewegingsrichting van het voorwerp verandert.
Moment en evenwicht
Als je een kracht uitoefent op een voorwerp dat een draaipunt heeft, krijg je een moment. Een moment is het product van de kracht en de lengte van de arm (is de afstand tot het draaipunt).
In formulevorm:
moment = kracht x lengte arm of M = F x l
De eenheid voor moment is newtonmeter (Nm).
In een hefboom heb je altijd te maken met twee tegengesteld werkende momenten. Als de twee momenten in een hefboom even groot zijn is er evenwicht.
Er geldt:
M1 = M2
F1 x l1 = F2 x I2
Maak jouw eigen website met JouwWeb