FYS : Thema 2 > Hoofdstuk 4

• Kenmerken van de normaalkracht

  Aangrijpingspunt: het contactpunt. Richting: loodrecht op het oppervlak. Zin: van het oppervlak weg. Grootte: zodanig dat de resulterende kracht loodrecht op het oppervlak nul is.
• De normaalkracht is een contactkracht met als symbool F.
• De bewegingstoestand van het voorwerp in rust verandert niet. Er is geen dynamisch effect van de resulterende kracht, omdat de resulterende kracht nul is: P = 0.
• Een voorwerp dat ondersteund wordt, ondervindt een normaalkracht. Als het ondersteunende voorwerp niet stevig genoeg is, is er geen normaalkracht.
• In de horizontale richting werken er geen krachten. Er is geen resulterende kracht en geen verandering van bewegingstoestand.
• Rust betekent dat F=FF-0. De grootte van de spankracht is: F-F=m-g= 66,0 kg -9,81- kg = 647 N.
• In de verticale richting werken er telkens twee krachten.
• Bij een voorwerp in rust of in evenwicht is er geen beweging in de x- en de y-richting. De snelheid is de hele tijd nul: == 0, dus AV = 0.
• De totale resulterende kracht bestaat uit de resulterende kracht in de bewegingsrichting en de resulterende kracht loodrecht op de bewegingsrichting: F=FF.
• Normaalkracht


  De richting is loodrecht op het oppervlak. De zin van de normaalkracht is van het oppervlak weg. De grootte van de normaalkracht is zodanig dat de resulterende kracht loodrecht op het oppervlak nul is.
• Krachten bij de staande acrobaat die een andere acrobaat optilt (m= 172,3 kg): gewicht en normaalkracht F.
• De acrobaten staan met hun handen op de grond. Ze oefenen een gewicht uit op de vloer. Dat gewicht is verdeeld over hun beide handen. Ze zakken niet door de vloer, omdat de vloer hen ondersteunt. Er is een normaalkracht in de contactpunten van hun handen met de grond.
• Forces acting on a standing acrobat lifting another acrobat (m=172,3 kg)

  • Weight and normal force F
• For an object at rest or in equilibrium, the resultant force is zero in both directions
• Torque moment for a perpendicular force


  Determined by the force magnitude F and the distance r between the pivot point and the point of application of the force
• Per foot, the magnitude of the normal force F = F₁ = 845 N
• For a hanging acrobat (m=66,0 kg), the magnitude of the tension force is 647 N
• Two forces

  • Weight and tension force F
• For a standing acrobat, the magnitude of the normal force is 1,69 kN
• Torque

  The rotational effect of a force about a pivot point, described by the quantity torque moment M
• Griekse letters in de fysica

  • theta (θ)
  • alfa (α)
  • beta (ß)
  • mu (μ)
• Krachtmoment is een grootheid die het draai-effect beschrijft. Als je een kracht F uitoefent op een afstand r van het draaipunt onder een hoek θ, dan is het krachtmoment gegeven door: M = F · r · sin(θ)
• Aangezien de krachten even groot zijn, veroorzaakt de kracht op het uiteinde van de deur het grootste krachtmoment. Je kunt de deur het makkelijkst openen als je op het uiteinde duwt.
• De eenheid van krachtmoment is N·m.
• Om aan te duiden dat een kracht loodrecht inwerkt, voeg je een tekentje toe dat je kent uit de wiskunde: 1. Als het duidelijk is dat de kracht loodrecht inwerkt, noteer je dat tekentje niet.
• Je duwt het best loodrecht (0 = 90°) op de deur om ze te openen. Hoe schuiner je duwt, hoe kleiner het krachtmoment is.
• Een voorwerp is in rust of in evenwicht als er geen verandering van bewegingstoestand is. Er is geen verschuiving en geen draaiing. Daarvoor zijn er twee evenwichtsvoorwaarden: translatie-evenwicht: Er is geen verschuiving.
• Georiënteerde hoek

  Gebruikt om de draaizin aan te geven: draaiing in tegenwijzerzin is een positieve hoek, draaiing in wijzerzin is een negatieve hoek
• Je kunt de acrobate vergelijken met een wip in evenwicht met twee massablokken.
• Er zijn twee evenwichtsvoorwaarden

  Translatie-evenwicht: De resulterende kracht is nul. Fr=0 en Fry = 0. Rotatie-evenwicht: Het resulterende krachtmoment is nul. F₁-r₁ = F₂.1₂
• Evenwichtsvoorwaarden

  • Translatie-evenwicht: Er is geen verschuiving. De resulterende kracht is nul.
  • Rotatie-evenwicht: Er is geen draaibeweging. Het resulterende krachtmoment is nul.
• Translatie-evenwicht

  De normaalkracht in het draaipunt is even groot als en tegengesteld aan de totale zwaartekracht.
• NW-METHODE TOEPASSEN

  Je kent de begrippen 'translatie' en 'rotatie' uit de wiskunde. Een translatie is een verschuiving van het voorwerp als geheel. Een rotatie beschrijft de draaiing rond een vast punt, het centrum.
• Een voorwerp is in rust of in evenwicht als er geen verandering van bewegingstoestand is. Er is geen verschuiving en geen draaiing.
• Rotatie-evenwicht


  De zwaartekracht van elke massa veroorzaakt een krachtmoment. Hun zin is tegengesteld: krachtmoment in tegenwijzerzin: M₁ = Fr, krachtmoment in wijzerzin: M₂ = -F₁₂. Er is evenwicht als M = M₁ + M₂ = P₁, r₁-F₁₂=0.
• Op afbeelding 42 zie je een acrobate in evenwicht. Ze kan in die positie blijven liggen doordat ze het juiste steunpunt gevonden heeft om haar zwaardere bovenlichaam (met zwaartekracht F₁) in evenwicht te brengen met haar lichtere benen (met zwaartekracht F₂).