Opgave
Van 10 aluminium kubusjes met ribbes van 2,0 cm heeft men een voorwerp in elkaar gelijmd. Je kunt het voorwerp neerzetten zoals in nevenstaande tekeningen is weergegeven.
- Bereken de druk van het voorwerp op de ondergrond in de getekende positie waarin de druk het grootst is.
Uitwerking
Druk is kracht per oppervlakte-eenheid. Bij beide voorwerpen is de kracht gelijk, namelijk de zwaartekracht, maar het contactoppervlak is verschillend. Hoe kleiner het contactoppervlak, hoe groter de druk.
• Het tweede voorwerp heeft dus de grootste druk.
De formule voor druk en oppervlakte is:
• p=F/A waarbij F = Fz = m x g
• De dichtheid ρ van aluminium haal je uit BINAS, die is 2,70 x 103 kg m-3
• Het volume van alle blokjes samen V = 10 x (2,0)3 = 80 cm3 = 8,0 x 10-5 m3
Welnu:
• m = V x ρ = 8,0 x 10-5 x 2,70 x 103 = 0,216 kg
Dus:
• Fz = m x g = 0,216 x 9,81 = 2,12 N
• De oppervlakte A van het contactoppervlak:
• A = (2,0)2 = 4,0 cm2 = 4,0 x 10-4 m2
• p=Fz/A = 2,12/(4,0 x 10-4) = 5,3 x 102 Nm-2
