Onderwijs op maat voor uitdaging en motivering

Transcriptie

1 Uitleg: Druk, kracht en oppervlakte Druk p in N/ Newton/vierkantemeter Kracht F in N Newton Oppervlakte in Vierkante meter 1 N = 1 Pa 1Bar = Pa 1 = 100d = c = F p Voorbeelden: Druk Wat is de druk van Jans voeten op als Jans gewicht 750 N is en de oppervlakte van één schoen 100 c. F = 750N = 200 c = 0,02 (voeten) P =? p = 750 0,02 p = N Kracht Jan wil met zijn duim en punaise in de muur drukken. Daar is een druk voor nodig van N/ De oppervlakte van de punaise = 0,5 m Bereken de kracht die hij nodig heeft om de punaise in de muur te drukken p = N/ = 0,5m = 0, F = , F = 0,5 N Opgave 1 Nan duwt met haar vinger op een ruit. De kracht op de ruit bedraagt 0,68 N. Deze kracht werkt op een oppervlakte van 1,8 c. Bereken de druk op de ruit. F = 0,68 N = 1,8 c = 0,00018 p = 0,68 0,00018 p =? p = 3778 N 1

2 Opgave 2 Een baksteen ligt op het strand. De kracht op het zand is 20 N. De druk onder de baksteen bedraagt 0,011 N/c. Bereken de oppervlakte van de onderkant van de baksteen. F = 20 N = F p =? = p = 0,011 N/c = 110 N/ = 0,19 Opgave 3 In de figuur hiernaast zijn alle dozen aan elkaar gelijk. Vul de volgende open plekken in. De kracht op de grond door de stapel is 2 keer groter dan de kracht van één doos. De oppervlakte onder de stapel is 1 keer groter dan de oppervlakte onder één doos. De druk onder de stapel is 2 keer groter dan de druk onder één doos. 2

3 Opgave 4 In de bovenste figuur hiernaast (beginsituatie) steken twee pijpjes door de deksel van een glazen pot. Het rechter pijpje is aan de bovenkant afgesloten en steekt aan de onderkant in een ballon. De ballon is voor de helft gevuld met lucht. Nu volgen er drie beweringen. Welke bewering is juist? Omcirkel hieronder, B of C.. Er heerst een overdruk in de ballon. B. Er heerst een onderdruk in de ballon. C. Er heerst geen overdruk en ook geen onderdruk in de ballon. ntwoord C In de begin situatie is de druk in de balon gelijk aan de buitenluchtdruk Nu gaat Sanne lucht uit de glazen pot zuigen. Zie de onderste figuur hiernaast. Hierdoor wordt de druk in de pot behoorlijk lager. Nu volgen er weer drie beweringen. Welke bewering is juist? Omcirkel hieronder, B of C.. Door Sannes gezuig wordt de ballon kleiner. B. Door Sannes gezuig wordt de ballon groter. C. Sannes gezuig zal de grootte van de ballon niet veranderen. ntwoord B In de begin situatie is de druk in de balon gelijk aan de buitenluchtdruk. In de tweede situatie wordt er een onderdruk in het glas veroorzaakt. Gevolg overdruk in de balon en de balon zet uit. Opgave 5 Bereken de kracht die de lucht van de dampkring op één vierkante centimeter huidoppervlak uitoefent (op zeeniveau). = 1 cm2 = 0,0001 F = N/ 0,0001 p = 1 Bar = N/ F = 10N Opgave 6 Met welk apparaat meet je de luchtdruk van de dampkring? Barometer 3

4 Opgave 7 Een cilindervormige ruimte is aan de bovenkant afgedekt door een glasplaat. Zie de figuur hiernaast. De lucht onder de glasplaat wordt weggezogen door een vacuümpomp. Op een bepaald moment is de druk onder de glasplaat 0,3 bar. De door de glasplaat afgedekte opening heeft een oppervlakte van 250 c. Bereken de kracht op de glasplaat ten gevolge van het drukverschil aan beide kanten van de glasplaat. = 250 cm2 = 0,025 F = N/ 0,025 p = 0,3 Bar = N/ F = 750N Opgave 8 In de figuur hiernaast is een U-buis afgebeeld. De linker buis is aan de bovenkant open, de rechter buis is aan de bovenkant afgesloten. Vul op de volgende open plek 1, 2, 3 of 4 in. De druk in punt is gelijk aan de druk in punt _. Druk is gelijk aan 3 De luchtdruk in is gelijk aan de luchtdruk op punt 2 + de druk van de vloeistof tussen 2 en 3 = de druk in punt 3 4

5 Opgave 9 Piet zwemt onder water in de Rio Magdalena (de grootste rivier in Colombia). Hij heeft een duikbril op. Op het glas van de duikbril oefent het water een kracht van 560 N uit. De oppervlakte van het glas bedraagt 40 c. Bereken hoe diep Piet onder water zwemt. F = m g m = V ρ V = h Deze formules kan je in elkaar schrijven p = m g F = 550 N = V ρ g = h ρ g = h ρ g = 40 c = 0,004 p = 550 0,004 p =? p = N h =? p = h ρ g ρ = 1,02 kg/dm 3 = 1020 kg/m 3 h = p ρ g g = 9,81 N/kg h = ,81 p = N h = 13,7m 5