Wat Is De Formule Waarmee Je De Kracht Op Een Voorwerp Kunt Berekenen?

Zwaartekracht op aarde – De zwaartekracht die een object op aarde voelt is makkelijk te berekenen met de volgende formule: F z = m · g Hierin is m de massa van het object dat wordt aangetrokken in kilogram, g is de valversnelling op aarde en heeft een waarde van 9.81m/s 2, F z is dan de kracht in Newton waarmee de zwaartekracht het object naar de aarde trekt.

• Een rekenvoorbeeld:
• Bereken de zwaartekracht die een voetbal van 450 gram ervaart.
• De massa van de voetbal is 450 gram, dat is 0,45 kg. De zwaartekracht kunnen we berekenen met bovenstaande formule en komt uit op:
• F z = 0,45 · 9,81 = 4,4145 N

Om een bal op te tillen van de aarde kost energie. De energie die het kost om de bal op te tillen wordt opgeslagen in de bal in de vorm van zwaarte-energie, De zwaarte-energie kun je berekenen met deze formule: F z = m · g · h Hierin is m weer de massa van het object, g de valversnelling en h de hoogte van het object in meters gerekend vanaf de oppervlakte van de aarde.

1. Als je de bal van de vraag hiervoor 3 meter vanaf het aardoppervlak optilt, hoeveel energie kost dit dan?
2. We weten nog dat de massa van de bal 0,45 kg is, we weten de waarde van g en de hoogte h. We kunnen dus alles invullen in de formule voor de zwaarte-energie:
3. E z = 0,45 · 9,81 · 3 = 13,2435 J.

Hoe bereken je spierkracht natuurkunde?

jouw spierkracht arbeid. Daarbij verbrandt je lichaam koolhydraten en vetten. De energie die hierbij vrijkomt, wordt omgezet in andere vormen van energie. Welke? Figuur 8.20 Potentiële energie en kinetische energie Als je op een fiets stapt en begint te trappen, verricht je spierkracht arbeid.

• De kinetische energie van de fiets neemt dan toe.
• Fiets je met dezelfde snelheid tegen een helling op, dan moet je meer kracht uitoefenen en wordt er meer arbeid verricht.
• Deze extra arbeid resulteert niet in extra kinetische energie, want de snelheid en de massa veranderen niet.
• Als er wel arbeid wordt verricht, maar niet alle arbeid wordt omgezet in kinetische energie, dan gaat de extra arbeid naar potentiële energie.

Er zijn verschillende vormen van potentiële energie waaronder zwaarteenergie, veerenergie, warmte en chemische energie. Zwaarte-energie Je tilt een voorwerp met constante snelheid op en verplaatst het schuin omhoog. In figuur 8.21 zijn de krachten op het voorwerp en de verplaatsing aangegeven.

Als het voorwerp met constante snelheid beweegt, geldt F res = 0. Dat betekent dat je spierkracht recht omhoog gericht is, en even groot is als F zw = m ∙ g. Je spierkracht verricht dan arbeid. Deze arbeid bereken je met: W spier = F spier ∙ s ∙ cos(α) = F zw ∙ s ∙ cos(α) Figuur 8.21 s In figuur 8.21 is ook het hoogteverschil ∆h aangegeven.

Voor ∆h geldt cos(α) = Δh _ s, Hieruit volgt: ∆h = s · cos(α). De spierkracht verricht dus een arbeid van W spier = m ∙ g ∙ Δh. Hoewel er arbeid is verricht, is de kinetische energie niet toegenomen. De snelheid is immers constant. De arbeid van de spierkracht geeft een toename van een vorm van potentiële energie.

Omdat de zwaartekracht daarbij een rol speelt, heet deze vorm zwaarte-energie. Je berekent de zwaarteenergie van een voorwerp met: Ezw = m ∙ g ∙ h Ezw is de zwaarteenergie in J. m is de massa in kg. g is de valversnelling in ms −2, h is de hoogte in m. Ook de zwaartekracht heeft arbeid verricht. Deze is negatief, omdat de richting van de zwaartekracht tegengesteld is aan de richting van de verplaatsing.

Als de zwaartekracht negatieve arbeid verricht, neemt de zwaarteenergie dus toe. Bij positieve arbeid van de zwaartekracht is de richting van de verplaatsing omlaag. De zwaarteenergie neemt dan af. Bij het berekenen van de arbeid kijk je alleen naar het hoogteverschil tussen het begin en het einde van de beweging.

• De vorm van de baan is niet van belang.
• Ook de verandering in zwaarteenergie hangt alleen af van het hoogteverschil.
• Bij gebruik van de formule E zw = m · g · h stel je voor het gemak de zwaarteenergie in het laagste punt van de beweging gelijk aan 0 J.
• In figuur 8.22 stel je voor kogel A de zwaarteenergie op de grond gelijk aan 0.

De zwaarteenergie van kogel A wordt dan E zw = m · g · h 1, Bij kogel B is het gemakkelijker om de zwaarteenergie op het tafelblad gelijk te stellen aan nul. De zwaarteenergie van kogel B wordt dan E zw = m · g · h 2, Figuur 8.22 Voorbeeld In figuur 8.23 zie je een slinger met lengte ℓ = 1,0 m, met daaraan een kogel van 50 g.

1. De slinger is over een hoek α = 50° opzij getrokken.
2. Laat je de slinger los, dan gaat hij heen en weer zwaaien.
3. Bereken het verschil in zwaarteenergie van de kogel in het hoogste en het laagste punt van de baan.
4. Figuur 8.23 Uitwerking Stel de zwaarteenergie 0 in het laagste punt van de baan.
5. Aan het begin van een beweging hangt de kogel dan op een hoogte h boven het laagste punt.

Voor het verschil in zwaarteenergie geldt dan: Ezw = m · g · h Het ophangpunt bevindt zich 1,0 m boven het laagste punt. Er geldt dus: ℓ = ℓ ⋅ cos(α) + h 1,0 = 1,0 ⋅ cos(50°) + h Dus h =0,357 m. Ezw = 0,050 × 9,81 × 0,357 = 0,175 J. Afgerond: 0,18 J. Veerenergie ▶ Muizenvalwagen ▶ practicum Muizenvalwagen Tegen een ingedrukte spiraalveer is een kogel gelegd.

• Zie figuur 8.24a.
• Zodra de veer zich kan ontspannen, werkt er op de kogel een resulterende (veer)kracht waardoor de kogel gaat bewegen.
• Dus verricht de veerkracht arbeid en de potentiële energie van de veer neemt af.
• Zie figuur 8.24b.
• De energie van een ingedrukte veer noem je veerenergie.
• Figuur 8.24 a b Ook een uitgerekte veer bezit veerenergie.

Rek je een veer uit, dan verricht jouw spierkracht positieve arbeid. De toename van de veerenergie is dan gelijk aan de arbeid die de spierkracht heeft verricht. De formule voor de veerenergie leid je als volgt af. Figuur 8.25 De grootte van de arbeid volgt uit de oppervlakte onder de grafiek: Wtrek = 1 _ 2 u ⋅ F trek met F trek = C · u W trek = 1 _ 2 u ⋅ C⋅ u W trek = 1 _ 2 C⋅ u 2 Omdat W trek gelijk is aan de toename van de veerenergie, geldt: Eveer = 1 _ 2 C⋅ u 2 ▪ ▪ ▪ E veer is de veerenergie in J.

C is de veerconstante in Nm −1, u is de uitrekking van de veer in m. Warmte Als je op een vlakke weg fietst en stopt met trappen, neemt je snelheid af. Dit komt doordat er krachten zijn die tegen de bewegingsrichting in werken. Deze wrijvingskrachten verrichten negatieve arbeid, waardoor de kinetische energie afneemt.

Wil je een constante snelheid behouden, dan moet je trapkracht positieve arbeid verrichten. Die arbeid gaat niet naar een toename van de kinetische energie. Er ontstaat een vorm van potentiële energie: warmte. Het ontstaan van warmte merk je bijvoorbeeld als je je handen met constante snelheid tegen elkaar wrijft.

• Je spierkracht verricht positieve arbeid, de wrijvingskracht verricht negatieve arbeid en daardoor ontstaat er warmte.
• Bij een constante wrijvingskracht volgt de warmte uit de arbeid van de wrijvingskracht.
• De formule is dus: Q = F w ∙ s Q is de warmte in J.
• F w is de wrijvingskracht in N.
• S is de afstand waarover de kracht werkt in m.

Spieren en motoren hebben energie uit brandstof nodig om arbeid te verrichten. Deze energie noem je chemische energie E ch, De totale energie in brandstoffen bereken je met behulp van stookwaarden. Het symbool voor stookwaarde is r, met index m voor vaste stoffen en index v voor vloeistoffen of gassen.

1. Stookwaarden staan vermeld in BINAS tabel 28B.
2. Het is gebruikelijk om vaste brandstoffen, zoals steenkool of hout, af te meten in een massaeenheid (kg of ton).
3. Voor de chemische energie van vaste stoffen geldt dan: Ech = r m ∙ m Ech is de chemische energie in J.
4. R m is de stookwaarde in Jkg −1,
5. M is de massa in kg.

Vloeistoffen en gassen worden afgemeten in een volumeeenheid. Denk aan liters benzine of kubieke meters gas. Voor de chemische energie van vloeistoffen en gassen geldt dus: Ech = r v ∙ V Ech is de chemische energie in J. r v is de stookwaarde in Jm −3,

V is het volume in m 3, Bij de verbranding van voedingsstoffen ontstaat chemische energie. Een deel van deze energie gebruikt je spierkracht om arbeid te verrichten. Dit deel noem je de nuttige energie. Is de spierkracht constant, dan geldt: Ech,nuttig = W = F spier ∙ s In de motor van een auto komt chemische energie vrij bij het verbranden van bijvoorbeeld benzine.

Daardoor kan de motor een kracht uitoefenen die arbeid verricht. Ook voor de motor geldt dat slechts een deel van de energie nuttig wordt gebruikt. Is de motorkracht constant, dan geldt E ch,nuttig = F motor · s. Voor elk apparaat waarin energie wordt gebruikt om arbeid te verrichten, geldt: Enuttig = W = F ∙ s Enuttig is de nuttige energie in J.

W is de verrichte arbeid in J. F is de kracht die arbeid verricht in N. s is de verplaatsing in de richting van de kracht in m. η = E nuttig _ E in η is het rendement. Enuttig is de nuttige energie in J. E in is de totale energie in J. Het rendement heeft geen eenheid. Vaak druk je rendement uit in %. Dan moet je de verhouding vermenigvuldigen met 100%.

Voorbeeld Een auto rijdt met een constante snelheid van 80 kmh −1, De auto ondervindt een weerstandskracht van 380 N. De auto verbruikt dan 1,0 L benzine op 20 km. Bereken het rendement van de automotor. Uitwerking η = W motor _ E in W motor = F motor ∙ s F motor = F wrijving (want de snelheid is constant) In 1 uur legt de auto 80 km = 80·10 3 m af, dus geldt: W motor = 380 × 80·10 3 = 3,04·10 7 J Ein = r v ∙ V Volgens BINAS tabel 28B is de stookwaarde van benzine 33·10 9 Jm −3,

Op 1 L benzine rijd je 20 km. Om 80 km te rijden is dus 4,0 L = 4,0·10 −3 m 3 benzine nodig. Ein = 33∙10 9 × 4,0∙10 −3 = 1,32∙10 8 J η = 3,04 ⋅ 10 7 _ 1,32 ⋅ 10 8 = 0,2303 Het rendement is dus afgerond 23%. ▶▶ tekenblad 15 De eenheid van energie is joule (J). In plaats van joule mag je ook newtonmeter (Nm) gebruiken.

Laat zien dat de eenheid van het rechter deel van de volgende formules newtonmeter is. a b c E zw = m ⋅ g⋅ h E k = 1 _ 2 m ⋅ v 2 E veer = 1 _ 2 C⋅ u 2 16 Geef aan of in de volgende situaties sprake is van een verandering van kinetische energie, van potentiële energie of van beide.

A Je plaatst een verhuisdoos vanaf de grond boven op een stapel andere verhuisdozen. b Je trapt een bal vanuit stilstand weg. c Je verwarmt een hoeveelheid water om thee te maken.17 Jilly rijdt zonder te trappen een helling af. Daarbij ondervindt ze een weerstandskracht. De energieveranderingen en de verrichte arbeid die betrekking hebben op Jilly en haar fiets kun je schematisch weergeven zoals in tabel 8.1.

Ezw Ekin Q W zw Ww Echem − + + + − n.v.t. Tabel 8.1 Betekenis symbolen + de energievorm neemt toe of de arbeid die de kracht heeft verricht is positief.0 de energievorm verandert niet qua grootte of de kracht heeft geen arbeid verricht. − de energievorm neemt af of de arbeid die de kracht heeft verricht is negatief.n.v.t.

• De energievorm/arbeid is niet van toepassing in het proces.
• Vul tabel 8.1 aan voor de volgende processen.
• A Een steen wordt boven aan de Eifeltoren losgelaten.
• De luchtweerstandskracht wordt niet verwaarloosd.
• B Een pijl wordt met behulp van een boog verticaal omhoog geschoten.
• De luchtweerstandskracht wordt verwaarloosd.

Bekijk alleen de omhooggaande beweging na het verlaten van de boog. c Een auto rijdt met constante snelheid over een horizontale weg. d Een regendruppel daalt met constante snelheid.18 Sandra zit in een reuzenrad. Zie figuur 8.26. Neem aan dat het zwaartepunt van Sandra een cirkelbaan beschrijft.

De straal van de cirkel is 6,5 m. Sandra heeft een massa van 58 kg. Het rad draait met de wijzers van de klok mee. Je bekijkt de volgende verplaatsingen: I van H naar O II van L naar R III van R naar H IV van H geheel rond naar H a Bereken bij elke verplaatsing het verschil in zwaarteenergie van Sandra.

b Bereken bij elke verplaatsing de totale hoeveelheid arbeid die de zwaartekracht verricht heeft. Stel dat het rad in tegengestelde richting draait. c Bij welke verplaatsingen zal het antwoord op vraag b anders zijn? Licht je antwoord toe. Figuur 8.26 19 Een auto legt 100 km af en verbruikt daarbij 5,0 L benzine.

De auto rijdt met een constante snelheid. a Toon aan dat de hoeveelheid chemische energie die vrijkomt bij het verbranden van de benzine gelijk is aan 1,7 ·10 8 J. Slechts 25% van deze energie wordt gebruikt om de motorkracht arbeid te laten verrichten. b Leg uit wat er met de rest van de energie gebeurt.

c Bereken de som van de weerstandskrachten die op de auto werken. hangt ze een blokje van 100 gram aan de veer, en laat het blokje langzaam zakken tot de evenwichtsstand. De veer is dan 3,92 cm uitgerekt. a Toon dit aan. b Laat zien dat tijdens het zakken de som van de zwaarteenergie van het blokje en de veerenergie met 0,019 J afneemt.

• Door aan het blokje te trekken verdubbelt Kim de uitrekking.
• C Laat zien dat tijdens het verdubbelen van de uitrekking de som van de zwaarteenergie en de veerenergie met 0,019 J toeneemt.
• De evenwichtsstand is een bijzondere situatie.
• Een kenmerk daarvan hangt samen met de krachtwerking: de som van de krachten is 0.

Je kunt de evenwichtstand ook kenmerken met behulp van de potentiële energie. d Geef dat kenmerk.21 In het televisiespel ‘Hoog en droog’ is het de bedoeling dat deelnemers zo snel mogelijk een gracht oversteken waarover twee parallelle staalkabels zijn gespannen. Figuur 8.27 Maremca levert 88 N aan spierkracht. Joep daalt 5,0 m tijdens de oversteek. De massa van het touw is verwaarloosbaar. De massa van Joep is 96 kg. De arbeid die door de wrijvingskrachten werd verricht, is −0,30 kJ. a Toon aan dat de kinetische energie bij de oversteek is toegenomen met 6,6 kJ.

• Joep daalt met een snelheid die gelijk is aan 0,25 keer de horizontale snelheid.
• B Bereken de snelheid van de kar aan het einde van de oversteek.
• A Bereken de zwaarteenergie van Youella en haar fiets samen boven aan de helling.
• Youella gaat zonder te trappen de helling af.
• Onder aan de helling heeft ze een snelheid van 25 kmh −1,

b Bereken de kinetische energie van Youella en haar fiets onder aan de helling. Tijdens de beweging naar beneden werken er weerstandskrachten op Youella en haar fiets. De som van deze weerstandskrachten veroorzaakt 4,0 kJ aan warmte. c Bereken de gemiddelde grootte van deze weerstandskrachten samen.

Youella rijdt vervolgens terug, langs de helling omhoog. Zij doet dit met een constante snelheid. De gemiddelde weerstandskracht die ze nu ondervindt is 25 N. Om met een constante snelheid naar boven te gaan, is een kracht nodig die langs de helling omhoog is gericht. d Toon aan dat deze kracht gelijk is aan 81 N.

e Bereken hoeveel chemische energie Youella minstens moet gebruiken om weer boven aan de helling te komen. f Leg uit waarom Youella meer chemische energie moet gebruiken dan je bij vraag e hebt berekend. Oefenen A Oefen met 8.1 t/m 8.3

Welke kracht is f?

Kracht Zie ook Enkele voorbeelden van optredende krachten. Een kracht is een die een van vorm of van snelheid kan doen veranderen. Er is dan respectievelijk sprake van de of de van het object waar de kracht op werkt. Als een object zich verplaatst als gevolg van een (al dan niet ) kracht, wordt er natuurkundige verricht.

1. In de worden krachten genoemd naar de werking die ze op een voorwerp hebben, zoals -kracht, -kracht, dwarskracht.
2. In de natuurkunde worden krachten vaak genoemd naar hun oorsprong, met name de en de,
3. Rachten worden doorgaans aangeduid met het symbool F (vroeger P ), en worden uitgerukt in de SI-eenheid, met symbool N.

Een kracht kan worden overgebracht door direct contact tussen twee, zoals bij, of door een dat uitgaat van een natuurkundig lichaam en op een een ander lichaam werkzaam is, zonder dat er sprake is van direct contact, bijvoorbeeld bij, Krachtvelden (contactloze krachten) zijn in de van of van aard.

Hoeveel is een G-kracht?

Enorme impact – Eén G-kracht staat gelijk aan het lichaamsgewicht. “In het geval dat hij tachtig kilo weegt, kreeg zijn lichaam tijdens de klap ruim vierduizend kilo te verwerken”, legt coureur Jan Lammers uit. “Zo’n crash als die van Verstappen gebeurt maar zelden. Het is een enorme impact.” Lees ook: Verstappen verlaat ziekenhuis na crash: alles is in orde Normaal ervaart Verstappen in een bocht 4 tot 6 G-krachten. “Maar bij een crash zijn dat er ineens bijna tien keer zoveel”, legt Ted Meeuwsen van Centrum Mens en Luchtvaart uit aan EditieNL.

Hoe wordt een kracht bepaald?

Een kracht zorgt ervoor dat een voorwerp van vorm, richting of snelheid veranderd. De snelheid en de richting van de kracht wordt bepaald door de grootte, het aangrijpingspunt en de richting van de kracht.

Wat is het zwaartepunt van een voorwerp?

Zwaartepunt van een fysiek object – Het zwaartepunt van een fysiek object is de gemiddelde positie van de massa, te berekenen door de positievector maal de infinitesimale massa dm te integreren, en het resultaat te delen door de totale massa (te berekenen door dm te integreren).

1. Hierbij is dm gelijk aan de plaatselijke maal het infinitesimale volume dV.
2. In een homogeen zwaartekrachtveld is het van de op een object werkende zwaartekracht ten opzichte van het zwaartepunt van het object nul, en als het een is kan deze zwaartekracht geacht worden aan te grijpen in het zwaartepunt.

Overgenomen van “” : Zwaartepunt

Wat is de kracht FR?

De pijl begint bij het zogenaamde aangrijpingspunt van de kracht. Het aangrijpingspunt is de plaats waar de kracht op het voorwerp werkt en wordt vaak met een dikke stip getekend. De richting van de pijl geeft de richting van de kracht aan. De letter F geeft aan dat de pijl een kracht voorstelt.

WAT IS F resultante?

Reacties – Melvin op 02 maart 2006 om 15:38 Hallo, Volgens mij is de resultante kracht niets anders dan twee krachten bij elkaar opgeteld. Is de ene kracht F1 naar rechts en de andere F2 naar links, dan is de resultante kracht F1-F2 naar rechts, of F2-F1 naar links. Als de krachten een hoek met elkaar hebben, kan je ze gewoon optellen als vectoren (zie figuur voor het optellen van vectoren). Groeten, Melvin khaula op 17 januari 2019 om 19:31 de resultante is de kracht die groter is dan de andere kracht stel dat je 2 pijlen in tegengestelde richting hebt en de ene pijl die is kort en stelt wrijvingskracht voor en de andere pijl is lang stelt duwkracht voor. zoals hierboven: een kracht van 5 () naar rechts minus een kracht van 2 () naar links geeft een resultantekracht van 3 () naar rechts. groet, Jan Theo de Klerk op 18 januari 2019 om 17:50 Nog een aanvulling. Lowiechie Dhaese op 03 juni 2022 om 14:49 De resulterende kracht of resultante is de vectorsom van de inwerkende krachten.

Hoe bereken je K in natuurkunde?

Stel we willen de eenheid van deze constante k weten, dan schrijven we de formule eerst om: k=2Fw,luchtv2 k = 2 F w, l u c h t v 2 De eenheid van k is: ==kgm/s2m2/s2=kgm = = k g m / s 2 m 2 / s 2 = k g m Merk op dat het cijfer 2 geen eenheid heeft.

Wat voor soort krachten zijn er?

Zwaartekracht; elektrische kracht ; magnetische kracht (aantrekken en afstoten); trekkracht, duwkracht; opwaartse kracht (op een voorwerp dat in een vloeistof is ondergedompeld) veerkracht; wrijvingskracht; spierkracht.

Wat zijn de 4 krachten?

Dat zijn de sterke kernkracht, de zwakke kernkracht, de elektromagnetische kracht en de zwaartekracht.

Welke krachten werken er op een gebouw?

De architect moet rekening houden met drukkrachten en trekkrachten. Drukkrachten zijn krachten die het materiaal in elkaar drukken. Trekkrachten zijn de krachten die het materiaal uitrekken. Drukkracht wordt ook wel duwkracht genoemd.