Dag Alysia,

Laat ik er om te beginnen eens één van je vragen uitpakken

ik snap niet helemaal wanneer je nou welke krachten hebt op een voorwerp. Ook weet ik niet echt wanneer een kracht wordt omgezet in een andere kracht (Een kracht wordt nooit omgezet in een andere kracht, hier ben je een beetje in de war met vormen van energie). Deze krachten hebben we gehad: Fz, Fn, Fw, warmte,(dat is géén kracht, maar een vorm van energie) Fres, Fv.

Een kracht kan drie dingen doen met een voorwerp:

- de snelheid veranderen

- de (bewegings)richting veranderen

- de vorm veranderen.

Het zal zo niet in je boek staan, maar laat ik de krachten eens opsplitsen in drie groepen:

- actieve krachten,

- tegenkrachten (noemen we ook wel reactiekrachten of passieve krachten)

- en rekenkrachten.

Uit jouw rijtje is bijvoorbeeld de zwaartekracht Fz een actieve kracht: die werkt eigenlijk altijd als een voorwerp in de buurt van een ander voorwerp is. Om daar iets van te merken moet één van de voorwerpen dan wel (heel) groot zijn zoals de aarde of de maan bijvoorbeeld. Wanneer is die kracht er dus? Nou, dus eigenlijk altijd als het om voorwerpen hier op aarde gaat.

Een voorbeeld van een tegenkracht is die normaalkracht Fn. Goed dat die er zijn. Stel je voor, ik zei net dat op voorwerpen op aarde altijd die zwaartekracht werkt. Ik zei ook dat een kracht een voorwerp van snelheid zou kunnen veranderen. Neem nou die monitor daar voor je neus: daarop werkt dus een zwaartekracht, dat weet je nu. Die kracht werkt richting het middelpunt van de aarde. Maar zie jij je monitor van snelheid of richting veranderen (in de richting van dat middelpunt van de aarde, dus naar beneden) ? Niet dus. Er móet dus een kracht zijn die die zwaartekracht tegenwerkt, net zo groot als die zwaartekracht, en precies de andere kant op. Dat is dus eigenlijk de kracht waarmee de moleculen van je werktafel langs onder tegen je monitor omhoogduwen, omdat ze niet zo makkelijk aan de kant gaan. Die kracht noemen we de normaalkracht Fn. "Normaal" omdat de wiskundige term is voor een lijn loodrecht op een vlak. 

Hé, er zijn twee krachten op je monitor .... maar geen verandering van snelheid, richting of vorm. Het is dus eigenlijk net of er géén kracht is (terwijl we zeker weten dat er wél een zwaartekracht is, en daarom zelfs ook een normaalkracht). Dat soort dingen leggen we nu uit met behulp van rekenkrachten. De resultantekracht Fres is zo'n rekenkracht. Dat is eigenlijk niks anders dan het resultaat van het rekensommetje Fz + Fn = Fres. omdat Fn precies tegen Fz inwerkt noemen we die kracht negatief. Stel jouw monitor weegt 100 N, dan is de zwaartekracht dus 100 N, de normaalkracht -100 N , en de resultantekracht Fres = 100 N - 100 N = 0 N . Een resultantekracht (ook wel nettokracht genoemd) van 0 N, dus geen verandering van snelheid, richting of vorm. Probleem opgelost!

In deze microcursus: http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=41633

kun je alles vinden over dat optellen en aftrekken van krachten.

Wat ik gek vind is dat de spierkracht (Fs) niet in jouw rijtje staat, dat is in het dagelijks leven best wel een belangrijke ACTIEVE kracht. Duw je nou uit alle macht (grote spierkracht) tegen een muur, dan gaat die muur vast niet aan de kant. Ook weer dankzij de (even grote maar tegengesteld gerichte) tegenkracht Fn van die muur. Ook weer een resultantekracht van 0 N.

Dan uit jouw rijtje, de wrijvingskracht Fw. Ook weer zo'n tegenkracht. We zetten een grote zware doos op een gladde keukenvloer: jij duwt er met ál je spierkracht tegen, die doos zal best wel hard van snelheid veranderen. Zet nou die doos op een (ruw) stuk asfalt buiten: wéér duwen met ál je spierkracht. Nou verandert die doos lang niet zo hard van snelheid.

Jouw spierkracht Fs is bijvoorbeeld 300 N. Op die gladde vloer is de wrijvingskracht maar klein, laten we zeggen 50 N. Weer de rekenkracht erbij halen: Fres = Fs + Fw . Die wrijvingskracht werkt weer precies tegengesteld aan de spierkracht, en noemen we dus negatief. Fres = 300 - 50 = 250 N. Dat is een redelijke nettokracht en de snelheidsverandering van de doos zal groot zijn. Op het asfalt is Fw veel groter, laten we zeggen 275 N. Fres = 300 - 275 = 25 N. Dat is een veel kleinere nettokracht, 10 x zo klein, De snelheidsverandering van de doos zal dan ook maar 10 x zo klein zijn. En het is precies omdat die snelheidsverandering van de doos kleiner is dan we verwachten op basis van jouw spierkracht dat we weten dat die wrijvingskracht er is.

Tenslotte die veerkracht Fv. Eigenlijk is dat ook een tegenkracht, maar een beetje een bijzondere: hij kán actief worden. Die normaalkracht en die wrijvingskracht hielden eigenlijk alleen maar dingen tegen. Als je minder hard tegen de muur duwt, duwt de muur ook minder hard terug (denk maar na, anders zou de resultantekracht niet 0 N zijn en zou de muur jou achteroverduwen). Duw een blokje tegen de muur, laat los, en het blokje valt gewoon naar beneden (dankzij de zwaartekracht). Maar als je dat blokje tegen een ingedrukte veer duwt en dán loslaat zal die veer dat blokje met grote kracht de kamer in schieten. Wrijvingskracht en normaalkracht doen dat niet. (dat is eigenlijk wat ingewikkelder, maar daar hebben we het over een paar jaar nog wel eens over misschien)

 Zo, dat was een héél verhaal, ik hoop dat je het nu een beetje beter begrijpt. Als je dit nu begrijpt zul je dat energieverhaal waarschijnlijk ook al heel wat beter snappen. Dat mag iemand anders voor je schrijven, en anders doe ik dat morgenavond laat wel.

Hier heb ik nog een tekeningetje gezet van de krachten die op een doos werken waar je tegen duwt.



Let op de richtingen en de aangrijpingspunten hè.

En laat eens weten of je het nu wél begrijpt, en of je over krachten nog verdere vragen hebt?

Groet, Jan

Dag Alysia,

Hoe is het met "je" krachten, ben je er nu uit?

Groet, Jan

heel erg bedankt,

het is nu een stuk duidelijker

kunt u de energiën uitleggen??

nog wel een vraagje:

Werkt de normaalkracht alleen als het voorwerp stilstaat of zorgt dit ervoor dat het voorwerp stilstaat?

Dag Alysia,
Soorten energie...
Iets heeft zwaarte-energie als het massa heeft (dat geldt voor alle voorwerpen en stoffen) en omlaag kan bewegen (als het hoogte heeft). Voorbeeld: een etui ligt op tafel. Het etui kan lager komen (richting de grond), dus heeft het etui zwaarte-energie. Als een ander etui bij voorbeeld drie maal zo veel massa heeft, heeft het drie maal zo veel zwaarte-energie. Drie maal zo grote beginhoogte, dan drie maal zo veel zwaarte-energie.
Iets heeft kinetische energie als het massa heeft en beweegt. Dit heet ook wel bewegingsenergie. Als je vriendin bij jou achterop de fiets zit (stel samen twee maal zo veel massa), dan hebben jullie samen twee maal zo veel kinetische energie. Drie maal zo grote snelheid, dan 3²=9 maal zo veel kinetische energie.
Een systeem heeft veerenergie als het door veerkracht arbeid kan verrichten. Voorbeeld: pijl en gespannen boog; jij op een doorgebogen duikplank, propje tegen een uitgerekt elastiekje.
Potentiële energie is een verzamelnaam. "Potent..." komt van "kunnen". Potentiële energie is als het ware energie die je in je portemonnee hebt en waar je iets mee kunt gaan doen. Potentiële energie is soms zwaarte-energie, soms veerenergie. Potentiële energie is niet een nieuwe soort energie naast zwaarte-energie enz. Kinetische energie is géén vorm van potentiële energie.
Trouwens, wist je dat warmte ook een soort energie is?

Normaalkracht...
De normaalkracht werkt niet alleen als een boek stilligt op tafel, maar ook als het over de tafel schuift. De normaalkracht werkt altijd als het boek op de tafel drukt: "druk jij tegen mij dan druk ik tegen jou". De normaalkracht zorgt niet zelf dat een schuivend boek tot stilstand komt. Maar indirect wel. Als gevolg van de (verticale) normaalkracht van de tafel op het boek is er ook een (horizontale) wrijvingskracht van de tafel op het schuivende boek. Het is de wrijvingskracht die het boek stopt.
Trouwens, "normaal" betekent loodrecht. Zo gebruiken wiskundigen dat woord ook. De normaalkracht van een helling op een steen is een kracht loodrecht op de schuine helling. De normaalkracht is in dat geval niet verticaal.
Groeten, Jaap Koole

hallo

heel erg bedankt voor deze duidelijke uitleggen.

Ik heb nu voor mijn toets een 6,2 gehaald.

bedankt.