Krachten herkennen, tekenen en de zwaartekracht

Een tennisracket oefent een kracht uit op de bal. Die kracht zelf zie je niet, wel wat hij doet: de bal vervormt en schiet weg.

15 min

Na deze les kun je

de drie mogelijke gevolgen van een kracht noemen
een kracht tekenen als pijl op schaal
de zwaartekracht berekenen met $F_\text{z} = m \cdot g$

Gevolgen van een kracht

Een kracht $F$ (in newton, N) kan:

een voorwerp vervormen;
de grootte van de snelheid veranderen;
de richting van de snelheid veranderen.

Krachten tekenen

Kracht is een vectorgrootheid: hij heeft een grootte, een richting en een aangrijpingspunt. Je tekent een kracht als pijl:

de pijl begint in het aangrijpingspunt;
de pijl wijst in de richting van de kracht;
de lengte is een maat voor de grootte. Vermeld de schaal, bijvoorbeeld 1,0 cm ≙ 10 N (≙ betekent 'komt overeen met').

Vaak teken je het voorwerp als één punt (puntmassa): de vorm doet er dan niet toe.

De zwaartekracht

De aarde trekt elk voorwerp naar beneden: de zwaartekracht $F_\text{z}$ , verticaal omlaag. Hij grijpt aan in het zwaartepunt; bij een symmetrisch voorwerp is dat het midden.

\displaystyle F_\text{z} = m \cdot g

Binas

F_\text{z}

: zwaartekracht (N),

m

: massa (kg),

g

: valversnelling (m/s² = N/kg). Binas 35A3.

In Nederland is $g = 9{,}81$ m/s² (Binas 7). Op de maan is $g$ kleiner (Binas 31): dezelfde bal is daar lichter op te tillen, maar zijn massa is hetzelfde.

✎Voorbeeld: zwaartekracht op aarde en op de maan

Een bowlingbal heeft een massa van 7,0 kg. Bereken de zwaartekracht op aarde en op de maan ( $g$ = 1,62 m/s², Binas 31).

Op aarde:

\begin{aligned} F_\text{z} &= m \cdot g \\ &= 7{,}0 \times 9{,}81 \\ &= 69\ \text{N} \end{aligned}

Op de maan:

\begin{aligned} F_\text{z} &= 7{,}0 \times 1{,}62 \\ &= 11\ \text{N} \end{aligned}

!Massa is geen kracht

Massa (kg) zegt hoeveel stof er is en is overal gelijk. Zwaartekracht (N) hangt af van $g$ en verschilt dus per plaats.

Even controleren

Snap je het?

Een kracht van 25 N teken je met de schaal 1,0 cm ≙ 10 N. Hoe lang is de pijl?

Bereken de zwaartekracht op een tas van 450 g.

↗Hoe hangt dit samen?

In de volgende les leer je de andere soorten krachten kennen.

Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.

Grootheid	Symbool	Eenheid
kracht	$F$	newton (N)
zwaartekracht	$F_\text{z}$	newton (N)
resulterende kracht	$F_\text{res}$	newton (N)
massa	$m$	kilogram (kg)
valversnelling	$g$	meter per seconde kwadraat (m/s² = N/kg)
versnelling	$a$	meter per seconde kwadraat (m/s²)
veerconstante	$C$	newton per meter (N/m)
uitrekking	$u$	meter (m)

Formule	Betekenis	Bron	Les
$\displaystyle F_\text{z} = m \cdot g$	zwaartekracht	Binas	3.1a
$\displaystyle F_\text{v} = C \cdot u$	veerkracht	Binas	3.1b
$\displaystyle F_\text{res}^2 = F_1^2 + F_2^2$	resultante van twee loodrechte krachten	Zelf afleiden	3.2a
$\displaystyle F_\text{res} = m \cdot a$	tweede wet van Newton	Binas	3.5a