NASK 1

1. Nettokracht met kop-staart methode

Gegeven door:
Henk de Beuker
Beschrijving Begrippen

Welkom bij deze nieuwe video met uitleg voor NaSk 1! In deze uitlegvideo gaan we het hebben over de nettokracht die op constructies werkt en hoe we deze nettokracht kunnen tekenen als een vector met behulp van de kop-staart methode. Heel veel kijkplezier!

Evenwijdig

Twee lijnen zijn evenwijdig als de afstand tussen de twee lijnen overal - op alle punten - hetzelfde is

Kop-staart methode

Een methode waarmee je de resultate (nettokracht) kunt berekenen. Voor de kopstaartmethode spreken we af dat de punt van de kracht de kop is, en het aangrijpingspunt de staart van de kracht is

Krachten

Verschijnselen die de snelheid, vorm en/of richting van een voorwerp kunnen veranderen. Het symbool van kracht is F

Nettokracht

De som van alle krachten

Newton (N)

De eenheid voor de grootheid kracht

Vector

Een gericht lijnsegment; een grootheid die zowel een grootte als een richting heeft. Een voorbeeld hiervan is snelheid

H1. Constructies

Samenvatting voor NaSk 1: Nettokracht met kop-staart methode 


Nettokracht

Ondertussen weten we dat er allerlei krachten kunnen werken op dingen zoals voertuigen, mensen en constructies. Het is dan ook doorgaans zo dat er niet één kracht werkt op een object. We gaan nu eerst kijken naar wat er gebeurt als er twee krachten werken die dezelfde, of precies tegengestelde, richting hebben. 


Stel: je zit op de fiets, en bij met het trappen lever je een kracht van 100 Newton. Dan is er op dit moment dus een kracht van 100 die vooruit werkt. Maar, stel je nou eens voor dat je wind mee hebt, dus de kracht van de wind werkt precies dezelfde kant op. Laten we zeggen dat die kracht 20 Newton is. Dan tellen we die krachten gewoon bij elkaar op: we krijgen dan dus 100 Newton van het trappen + 20 Newton van de meewind, en dat is samen 120 Newton die naar voren werkt. Die 120 Newton is de nettokracht


Stel: we hadden geen meewind, maar tegenwind. De 20 Newton werkt dan juist precies de andere kant op. Als dat zo is, dan trekken we het er vanaf, dus dan krijgen we 100 min 20 = 80 Newton als nettokracht. 


Wat is de nettokracht?

De nettokracht is dus alle krachten bij elkaar opgeteld of van elkaar afgetrokken. We weten dan hoeveel kracht er in totaal werkt op een object. Als de nettokracht nul is, dan werkt de kracht mee dus net zo sterk als de kracht tegen; de wind zou dan bijvoorbeeld zo hard zijn dat het even hard is als de kracht die je zet bij het trappen, en je dus helemaal niet vooruit komt. 


Kop-staart-methode

Goed, als twee krachten dezelfde of precies tegengestelde richting opgaan, dan is het gewoon een aftrek- of optelsom. Maar wat als de krachten schuin op elkaar werken? Dan kunnen we de nettokracht, oftewel de kracht die tot uiting komt, vinden door het te tekenen met de kop-staart-methode. 


Stel we hebben de volgende constructie: een hangbrug die omhoog gehouden wordt door twee kabels. De kabels zitten weer vast aan een grote steunpilaar. Er staat dus kracht op allebei de kabels, maar deze krachten zijn niet even groot en gaan ook niet dezelfde, of precies tegengestelde, richting op. Let op: het volgende onderdeel begrijp je beter door de video te bekijken, omdat je het dan voor je kunt zien.


De groene en de rode pijl geven dus de krachten op de kabels aan in de vorm van een vector. Een vector geeft de richting en grootte van de kracht aan. Hoe langer de pijl, hoe groter de kracht. Als we nu willen weten wat de nettokracht op de steunpilaar is, dan moeten we dus de vector van de kracht uitwerken van de groene en de rode pijl samen. Dit kunnen we doen aan de hand van de kop-staart methode. Dat gaat als volgt. 


Het begin van de pijl is de staart en het eind, dus waar de pijl naartoe wijst, dat is de kop. Wat we simpelweg doen, is de ene pijl langs de andere pijl schuiven, totdat de kop van de ene pijl op de staart van de andere staat. Dit doen we voor beide pijlen. Je ziet dus de rode pijl verschoven met de staart op de kop van de groene pijl, en andersom. Hierbij is het belangrijk dat de pijlen precies dezelfde richting houden, zodat ze dus evenwijdig aan elkaar lopen. Nu krijgen we dus een soort ruit. Als we nu de nettokracht willen berekenen, dan trekken we een pijl dwars door de ruit heen, van waar de twee originele pijlen begonnen, tot waar de twee nieuwe evenwijdige pijlen elkaar raken. De nieuwe blauwe pijl geeft nu dus de richting en grootte van de nettokracht aan. 


We zouden met deze methode ook de precieze krachten kunnen meten. Stel elke centimeter in de tekening (zie video) is gelijk aan 1000 Newton. We meten voor de groene vector 3 en voor de rode 5. Dat betekent dat de kracht op de linker kabel 3000 Newton is en op de rechter kabel 5000 Newton. We kunnen dan de blauwe vector meten om te kijken hoeveel de nettokracht is. Voor de blauwe vector meten we 6 centimeter, dus de nettokracht is 6000 Newton!


Hiermee zijn we aan het einde gekomen van deze uitleg over nettokracht en de kop-staart methode. Veel succes met leren!