Cursus beweging, kracht en arbeid

Module snelheid en verplaatsing

Begrippenlijst
  • Plaats (X): de positie van een object in een bepaald referentiesysteem, uitgedrukt in coördinaten.
  • Verplaatsing (X): de kortste afstand van het beginpunt naar het eindpunt van de beweging van een object.
  • Afgelegde weg: de totale afstand die een object heeft afgelegd tijdens de beweging.
  • (X,t)-diagram: een grafiek die de positie (X) van een object weergeeft als functie van de tijd (t).
  • (s,t)-diagram: een specifiek type (X,t)-diagram die de afgelegde weg (s) van een object over tijd (t) weergeeft.
  • Eenparige beweging: een beweging waarbij een object met een constante snelheid beweegt.
  • Versnelde beweging: een beweging waarbij de snelheid van een object toeneemt over tijd.
  • Vertraagde beweging: een beweging waarbij de snelheid van een object afneemt over tijd.
  • Gemiddelde snelheid (ν): de totale afgelegde afstand gedeeld door de totale tijd.
  • Exacte snelheid: de snelheid van een object op een specifiek tijdstip, bepaald met bijvoorbeeld de raaklijnmethode.

Module versnellen en vertragen

Begrippenlijst
  • Versnelling: de snelheid waarmee de snelheid van een object verandert over tijd in een bepaalde richting.
  • (X,t)-Diagram: een grafiek die de positie (X) van een object weergeeft als functie van de tijd (t).
  • (v,t)-Diagram: een grafiek die de snelheid (v) van een object over tijd (t) weergeeft.
  • Gemiddelde snelheid: de totale afgelegde afstand gedeeld door de totale tijd.
  • Raaklijnmethode: een methode om de snelheid of de versnelling van een object op een specifiek moment te bepalen door de helling van de raaklijn aan de curve in een (v,t)-diagram te bepalen.
  • Oppervlaktemethode: een methode om de afgelegde afstand te berekenen door de oppervlakte onder de curve in een (v,t)-diagram te bepalen.
  • Valversnelling: de versnelling waarmee voorwerpen op aarde vallen, wanneer we de luchtweerstand verwaarlozen. Deze heeft een gemiddelde waarde van 9,81 m/s.
(X,t) -diagram 100 meter sprinter0246810121416180102030405060708090100t in ss in m
(v,t) -diagram 100 meter sprinter024681012141618012345678910t in sv in m/s

Module krachten en hun eigenschappen

Begrippenlijst
  • Kracht (F): een invloed die een object kan doen versnellen, vervormen of van richting kan doen veranderen; gemeten in Newton (N).
  • Aangrijpingspunt: het punt op een object waar de kracht op wordt uitgevoerd.
  • Werklijn: de hulplijn die aangeeft in welke richting een kracht werkt.
  • Grootte van een kracht: de hoeveelheid kracht uitgeoefend op een object, visueel voorgesteld door de lengte van de pijl in een krachtendiagram. Deze lengte kan worden omgerekend tot Newton met behulp van een krachtenschaal.
  • Krachtenschaal: een schaal gebruikt in krachtendiagrammen om de grootte van krachten te kunnen visualiseren; bijvoorbeeld, 1 cm kan gelijkstaan aan 10 N.
  • Contactkrachten: krachten die werken tussen objecten die in direct contact met elkaar staan, zoals wrijvingskracht en normaalkracht.
  • Veldkrachten: krachten die werken tussen objecten zonder direct contact met elkaar te hebben, zoals zwaartekracht en magnetische krachten.
  • Zwaartepunt: het middelpunt van de massa. Ook het punt waar de gehele zwaartekracht van een object kan worden beschouwd als aangrijpend.

Module zwaartekracht

Begrippenlijst
  • Zwaartekracht: de aantrekkingskracht die een hemellichaam uitoefent op objecten vlakbij het oppervlakte.
  • Massa (m): de hoeveelheid materie in een object. Deze hoeveelheid is constant ongeacht waar je bent. We meten massa in kilogram (kg). Massa is niet hetzelfde als gewicht!
  • Gewicht: de kracht waarmee de zwaartekracht een object naar het centrum van een hemellichaam trekt, berekenbaar als .
  • Valversnelling (g): de versnelling die een object ondergaat door zwaartekracht tijdens een vrije val (een val zonder luchtweerstand), weergegeven in m/s of N/kg. De valversnelling is op iedere planeet anders.
  • Zwaartepunt: het middelpunt van de massa. Ook het punt waar de gehele zwaartekracht van een object kan worden beschouwd als aangrijpend.

Module krachten combineren

Begrippenlijst
  • Krachten combineren: het proces waarbij meerdere krachten die op een object werken worden samengevoegd tot een resulterende kracht.
  • Krachten constructie: het proces van het combineren of ontbinden van krachten door middel van een tekening op schaal.
  • Vectorgrootheid: een grootheid die zowel een grootte als een richting heeft, zoals kracht of verplaatsing.
  • Krachtenschaal: een schaalverdeling die gebruikt wordt om de grootte van de krachten in een tekening om te rekenen naar de werkelijke krachten in Newton. Bijvoorbeeld, 1 cm in de tekening kan overeenkomen met 50 N in werkelijkheid.
  • Parallellogrammethode: een methode om de resulterende kracht te bepalen door de krachten als zijden van een parallellogram te tekenen, waarbij de resulterende kracht de diagonaal van het parallellogram vormt.
Overzicht: Krachten combineren met parallellogrammethode
Afbeelding12.svg

Module krachten ontbinden

Begrippenlijst
  • Krachtenevenwicht: een situatie waarbij alle krachten die op een object werken elkaar opheffen, waardoor het object in rust blijft.
  • Krachtcomponenten: de losse krachten die werken op een object. Bijvoorbeeld de zwaartekracht langs een helling.
  • Omgekeerde parallellogram methode: een techniek om krachten te ontbinden in losse componenten, bijvoorbeeld langs en loodrecht op een helling of andere referentierichting.

Module de wetten van Newton

Begrippenlijst
  • Wet: een vast verband tussen twee (of meer) natuurkundige verschijnselen. De wetten van Newton verklaren het verband tussen beweging en kracht.
  • Eerste wet van Newton: voorwerpen versnellen niet zonder een resulterende kracht. Ze bewegen in een rechte lijn of staan stil tenzij er een netto kracht op hen werkt. Bijvoorbeeld:
    • Een trein die met constante snelheid in een rechte lijn rijdt, blijft bewegen tot er wordt geremd (een resulterende kracht).
    • Een verhuisdoos blijft stil staan tot die wordt verschoven (een resulterende kracht).
  • Tweede wet van Newton: een object versnelt of vertraagd wanneer er een resulterende kracht op werkt. Deze versnelling is recht evenredig met de kracht en omgekeerd evenredig met de massa. Bijvoorbeeld
    • De maan draait in een cirkelbaan om de aarde door de zwaartekracht.
    • Een vallende volleybal versnelt door zwaartekracht.
  • Derde wet van Newton: alle krachten komen in paren voor, waarbij elke actie een gelijke en tegengestelde reactie heeft. Bijvoorbeeld
    • Een persoon duwt tegen een muur; de muur duwt terug met gelijke kracht.
    • Het kanon ervaart een terugslagkracht gelijk aan de kracht waarmee het de kogel afschiet.

Module momenten (Alleen voor havo)

Begrippenlijst
  • Hefbomen: gereedschappen of systemen die het principe van momenten gebruiken om met een kleine kracht een grotere kracht te genereren.
  • Moment: het rotatie-effect dat een kracht uitoefent op een bepaalde afstand (de arm) van een draaipunt.
  • Draaipunt: het punt waaromheen een object draait of kan draaien.
  • Arm: de loodrechte afstand van de krachtlijn tot het draaipunt.

Module schuifwrijving

Begrippenlijst
  • Schuifwrijvingskracht: de weerstand die optreedt wanneer twee oppervlakken langs elkaar schuiven.
  • Statische wrijving: de kracht die voorkomt dat voorwerpen in beweging komen; het werkt een neiging tot bewegen tegen.
  • Dynamische wrijving: de kracht die optreedt wanneer voorwerpen in beweging zijn; het werkt tegen de actieve beweging en genereert warmte.
  • Normaalkracht: de kracht die loodrecht op het contactoppervlak werkt, meestal in reactie op de zwaartekracht.
  • Wrijvingscoëfficiënt: een dimensieloze grootheid die de verhouding aangeeft tussen de wrijvingskracht en de normaalkracht, afhankelijk van de oppervlaktematerialen en ruwheid.

Module luchtweerstand

Begrippenlijst

Weerstandskrachten: krachten die beweging of neiging tot beweging tegenwerken.
Luchtweerstand: specifieke weerstandskracht die werkt op objecten in beweging door de lucht. Het is afhankelijk van het snelheidsverschil.
Frontale oppervlakte: de grootte van het oppervlakte van de voorkant van een object dat direct in aanraking komt met de lucht.
Relatieve snelheid: het snelheidsverschil tussen het object en de lucht.
Luchtdichtheid: de massa (aantal deeltjes) per eenheid volume van lucht. Dit beïnvloedt de weerstandskracht.
C-waarde (luchtweerstandscoëfficiënt): een getal dat de aerodynamische efficiëntie van een object aangeeft. De vorm van een object (bijvoorbeeld, hoe gestroomlijnd het is) heeft een grote invloed op de C-waarde.


Module cirkelbewegingen en middelpuntzoekendekracht

Begrippenlijst
  • Eenparige cirkelbeweging: beweging van een object langs een cirkelvormig pad met een constante snelheid.
  • Baansnelheid: de snelheid waarmee een voorwerp zich over de cirkelbaan beweegt.
  • Baanstraal: de afstand van het middelpunt van de cirkel tot het voorwerp op de baan.
  • Omlooptijd: de tijd die het duurt om één volledige omwenteling te maken.
  • Toerental (RPM): het aantal omwentelingen per minuut, een maat voor rotatiesnelheid.
  • Middelpuntzoekende kracht: de kracht die nodig is om een voorwerp in een cirkelvormige baan te houden, gericht naar het centrum van de cirkel.
  • Middelpuntvliedende kracht: de kracht die ervaren wordt door een object in een roterend referentiekader, gericht weg van het centrum.

Module arbeid en energie

Begrippenlijst
  • Arbeid (W): de energieoverdracht die plaatsvindt wanneer een voorwerp wordt verplaatst door een kracht.
  • (F, s)-diagram: een grafiek die de relatie tussen kracht (F) en verplaatsing (s) weergeeft.
  • Kinetische energie (): de energie die een voorwerp bezit vanwege zijn beweging.
  • Potentiële / zwaarte energie (): de energie die een voorwerp bezit vanwege zijn positie in een zwaartekrachtveld.
  • Veer energie: de opgeslagen energie in een veer als gevolg van zijn vervorming.
  • Wet van energiebehoud: stelt dat de totale energie in een gesloten systeem constant blijft, ongeacht de interne veranderingen.
  • Warmte: energie die overgedragen wordt als gevolg van temperatuurverschil, vaak veroorzaakt door wrijving tussen oppervlakken.