Het verband leggen tussen bewegingsverandering en resulterende kracht

Je kan aan de hand van figuren kwalitatief het verband aanbrengen tussen bewegingsverandering en de resulterende kracht. In een eerste stap bespreken we snelheid als een vectorïele grootheid. Elke verandering in deze snelheid (grootte en/of oriëntatie) is een verandering van bewegingstoestand. Vervolgens gebruiken we eenvoudige situaties om deze bewegingsveranderingen te linken aan een inwerkende resulterende kracht.

De grootheid snelheid

sla link op in klembord

Kopieer

Wenk: Je kan de snelheid als vector voorstellen en kwalitatief aangeven hoe de vector verandert bij de bewegingsverandering.

  • Een snelheid is een vectoriële grootheid. Het heeft:
    • een grootte : met welk tempo verplaatst het voorwerp zich?
    • een oriëntatie (richting en zin): naar waar verplaatst het voorwerp zich?
  • De snelheid kan worden voorgesteld met een vector (STEM-concept: model):
    • De lengte van de vector is een maat voor de grootte van de snelheid. (STEM-concept: schaal en verhouding)
    • De snelheid is steeds rakend aan de baan en wijst mee met de zin waarin de baan wordt doorlopen.
  • Voorbeelden:
    • Eendimensionaal:

    • Tweedimensionaal:

Verandering van bewegingstoestand

sla link op in klembord

Kopieer

Wenk: Je kan voorbeelden geven van verandering van de bewegingstoestand om aan te sluiten bij de eerste graad: botsen van een bal (veranderen van zin), een bocht nemen (verandering van richting), versnellen of vertragen (verandering van grootte).

  • Bij een verandering van de bewegingstoestand verandert de snelheid van het lichaam in grootte en/of van oriëntatie:
    • Versnelling: de grootte van de snelheid neemt toe.

    • Vertraging: de grootte van de snelheid neemt af.

    • Richtingsverandering: de richting van de snelheid verandert.

    • Verandering in zin: de zin van de snelheid verandert.

Resulterende kracht en verandering van bewegingstoestand

sla link op in klembord

Kopieer

Wenk: Het is zinvol om de vectoriële krachtensom in één dimensie te tekenen. Als de resultante van de inwerkende krachten gelijk is aan nul blijft de bewegingstoestand behouden. Het voorwerp blijft in rust of de snelheid zal onveranderd blijven: zowel grootte als richting van de snelheid blijven constant. Dit is het traagheidsbeginsel.

Wenk: Je kan voorbeelden geven van verandering van de bewegingstoestand om aan te sluiten bij de eerste graad: botsen van een bal (veranderen van zin), een bocht nemen (verandering van richting), versnellen of vertragen (verandering van grootte).

STEM-concepten ‘stabiliteit en verandering’ en ‘oorzaak en gevolg’.

Volgende situaties kunnen besproken worden:

  • Bij een resulterende kracht gelijk aan nul blijft de bewegingstoestand behouden.

  • Bij een voorwaartse gerichte resulterende kracht (= zelfde richting en zin als de snelheid ) neemt de grootte van de snelheid toe: het lichaam versnelt.

  • Bij een achterwaartse gerichte resulterende kracht (= zelfde richting maar tegengestelde zin als de snelheid ) neemt de grootte van de snelheid af: het lichaam vertraagt.

  • Wanneer de achterwaarts gerichte resulterende kracht groot genoeg is, of voldoende lang inwerkt op het lichaam, kan de zin van de snelheid omkeren.

  • Bij een normaal gerichte resulterende kracht (= loodrecht op de richting van de snelheid ) blijft de grootte van de snelheid constant, maar verandert de richting van de snelheid.

  • Bij een schuin inwerkende resulterende kracht (= niet evenwijdig met of normaal op de richting van de snelheid ) verandert de snelheid zowel van grootte als van richting.

×
Kijkt als...
Niveau
Regio