Internetopdracht ‘’resulterende kracht’’

Inleiding

In deze opdracht ga je onderzoeken wat een resulterende kracht precies is. Daarnaast ga je kijken naar het effect van de resulterende kracht op de snelheid en de versnelling van een voorwerp. Dit doe je aan de hand van een filmpje, een aantal simulaties en een practicum. Zorg dat je alle opdrachten nauwkeurig uitwerkt voordat je aan het practicum begint (het practicum is pittig).

Instructie: open onderstaande link en bekijk het filmpje:

https://www.youtube.com/watch?v=mMj3STbpvK8

Opdracht 1: Uitleg resulterende kracht

a. Leg in eigen woorden uit wat de resulterende kracht is.

b. Wat kan er gebeuren wanneer er geen resulterende kracht op een voorwerp werkt. Noem de twee mogelijkheden.

c. Wat gebeurt er wanneer er wel een resulterende kracht op een voorwerp werkt. Noem de twee mogelijkheden.

Opdracht 2: Simulatie resulterende kracht

Instructie: Open de link https://phet.colorado.edu/nl/simulation/forces-and-motion-basics en start de simulatie. Kies voor ‘’resultante’’.

Vink rechtsboven in je scherm ‘’som van de krachten’’ en ‘’waarden aan’’ en voer de volgende simulaties uit:

a. Positioneer twee even sterke personen aan weerszijde van het karretje. Druk daarna op start.

· Wat gebeurt er?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

b. Positioneer twee even sterke personen aan weerszijde van het karretje. Druk daarna op staart. Haal nu het rode mannetje aan de rechterkant van het karretje weg, en plaats hem na 1 seconde weer terug.

· Wat gebeurt er?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht als je het rode mannetje weghaalt?

· Hoe groot is de resulterende kracht als je het rode mannetje terugplaatst?

Opdracht 3: Simulatie resulterende kracht

Instructie: Klik onderin je scherm op de knop ‘’beweging’’

Vink rechtsboven in je scherm ‘’kracht’’, ‘’waarden’’, ‘’massa’s’’ en ‘’snelheid’’ aan en voer de volgende simulaties uit:

a. Plaats een massa van 50 kg op het skateboard. Oefen nu een constante kracht van 100 N uit op de massa.

· Wat gebeurt er met de snelheid?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

· Wat kun je uit deze simulatie concluderen?

b. Plaats nu een massa van 200 kg op het skateboard. Oefen wederom een constante kracht van 100 N uit op de massa.

· Wat gebeurt er met de snelheid?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

· Wat kun je uit deze simulatie concluderen?

Opdracht 4: Wrijving

Instructie: Klik onderin je scherm op de knop ‘’wrijving’’

Vink rechtsboven in je scherm ‘’krachten’’, ‘’som van de krachten’’, ‘’waarden’’, ‘’massa’s’’ en ‘’snelheid’’ aan en voer de volgende simulaties uit:

a. Stel de mate van wrijving in op ‘’veel’’. Oefen nu een constante kracht van 100 N uit op de massa.

· Wat gebeurt er met de snelheid?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

· Wat kun je uit deze simulatie concluderen?

b. Oefen nu een kracht van 300 N uit op de massa.

· Wat gebeurt er met de snelheid?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

· Hoe groot is de maximale wrijvingskracht?

· Wat kun je uit deze simulatie concluderen?

Opdracht 5: Versnelling

Instructie: Klik onderin je scherm op de knop ‘’versnelling’’

Vink rechtsboven in je scherm ‘’krachten’’, ‘’som van de krachten’’, ‘’waarden’’, ‘’massa’s’’, ‘’snelheid’’ en ‘’versnelling’’ aan en voer de volgende simulaties uit:

a. Oefen een constante kracht van 120 N uit op de massa.

· Wat gebeurt er met de snelheid?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

· Wat gebeurt er met de versnelling?

· Hoe groot is de versnelling?

b. Oefen nu een constante kracht van 500 N uit op de massa.

· Wat gebeurt er met de snelheid?

· Wat is er anders t.o.v. de vorige simulatie?

· Hoe komt dit?

· Hoe groot is de resulterende kracht?

· Wat gebeurt er met de versnelling?

· Wat is er anders t.o.v. de vorige simulatie?

c. Er bestaat een formule die het verband tussen Fres, m en a (versnelling) beschrijft. Bepaal op basis van bovenstaande simulaties hoe deze formule eruit komt te zien.

Practicum ‘’versnelling bepalen’’

Introductie:

Met de opstelling in onderstaande figuur kun je een wagentje versneld laten bewegen over een luchtkussenbaan. De baan heeft een groot aantal gaatjes waar lucht uit stroomt. Doordat de glijder ‘’zweeft’’ op een laagje lucht kun je wrijvingskrachten als gevolg van schuifwrijving verwaarlozen. We nemen aan dat we hierdoor een wrijvingsloze situatie creëren. De resulterende kracht wordt hierdoor gelijk aan de voortstuwende kracht.

Uit de vorige opdracht heb je gevonden dat de versnelling van een voorwerp afhankelijk is van de resulterende kracht op het voorwerp, en de massa van het voorwerp.

Dit verband komt terug in de volgende formule: , waarin geldt:

Fres = resulterende kracht die op het voorwerp werkt (in N)

m = massa van het voorwerp (in kg)

a = versnelling van het voorwerp (in m/s2)

Daarnaast kun je de versnelling van een voorwerp bepalen via , waarin geldt:

a = versnelling van het voorwerp (in m/s2)

Δv = verandering van snelheid (in m/s)

Δt = verandering van tijd (in s)

Doel van dit onderzoek is om te bepalen of de wrijvingskracht op de luchtkussenbaan daadwerkelijk 0 N bedraagt.

De onderzoeksvraag luidt zodoende:

‘’Is de wrijvingskracht op een luchtkussenbaan 0 N?’’

Voer dit onderzoek volledig uit volgens de wetenschappelijke methode.