Opgave
Leuk zo’n brievenweger, zoals die op de krantenfoto staat. Laten we deze eens goed bekijken. Een tekening van een zijaanzicht staat hieronder gegeven.
a) De brievenweger is natuurkundig gezien een hefboom. Geef in de tekening de plaats aan van het draaipunt van deze hefboom.
b) Geef in de tekening de plaats aan van de sleuven.
c) Leg uit welke sleuf voor de lichtste brief is.
d) Kun je met deze weger de massa van een brief bepalen of weet je alleen tussen welke waarden hij ligt?
We gaan kijken of we zelf zo’n ding kunnen ontwerpen en maken. Je kunt een lege rol van keukenpapier gebruiken.
e) Knip de rol op ongeveer eenvierde van de lengte in, loodrecht op de rol. Doe dit tot de helft. Vouw het korte stuk naar binnen. Vouw de rol, dat hij een platte kant krijgt.
Hieronder zie je een zij- en vooraanzicht.
De plaats van de sleuven moet nog bepaald worden. Met andere woorden: de brievenweger moet nog geijkt worden.
f) Bedenk een manier om de weger te ijken. Tip: gebruik hiervoor brieven of andere dingen, waarvan je de massa kent.
Je zou ook een brievenweger kunnen maken die veel korter is bij voorbeeld van een lege toiletrol.
g) Zou zo'n korte brievenweger nauwkeuriger zijn of minder nauwkeurig?
Uitwerking vraag (a)
De twee krachten die op de de brievenweger werken zijn de zwaartekracht van brievenweger zelf en de zwaartekracht op de brief (zie tekening). Het draaipunt van de brievenweger zit op het hoekpunt van de weger (zie tekening).
Uitwerking vraag (b)
Op de foto kun je zien waar de sleuven ongeveer moeten zitten. Hier ook een tekening toevoegen, dwz de tekening van de opgave met de drie sleuven op ongeveer de goede plek. Maak hierbij gebruik van het krachtmoment: F1d1 = F2d2 . Dit houdt in dat de kracht op de brief x de afstand tot het draaipunt gelijk moet zijn aan de kracht op de brievenweger x de afstand tot het draaipunt.
Uitwerking vraag (c)
Gebruik opnieuw de wet: F1d1 = F2d2 , deze wet vertelt dat hoe verder de sleuf waarin je brief plaatst van het draaipunt afzit, hoe lichter de brief moet zijn om het geheel in evenwicht te houden. De verste sleuf is dus voor de lichtste brief.
Uitwerking vraag (d)
Alleen tussen welke waarden de massa ligt. Die waarden zijn dan de waarden waarbij je meer porto moet betalen: 20, 50 en 100 g.
Uitwerking vraag (f)
Neem brieven van 20, 50 en 100 g. Laat ze rusten op de korte kant en verschuif tot de brievenweger kantelt. Op de plaats waar de brief toen stond knip je een sleuf. Of neem massa’s met een touwtje die je aan de brievenweger hangt.
Uitwerking vraag (g)
De korte is minder nauwkeurig.
