Fysica hoofdstuk 1 : Mechanica 1 e jaar e graad (uur) 4. Druk 4.1 Proeven en besluiten Een gewicht op een spons plaatsen Waarneming: een gewicht doet een ontstaan Merk op : Een gewicht is een = Besluit: KRACHT veroorzaakt een vervorming Eerst een klein gewicht op een spons, daarna een groot gewicht op de spons. Waarneming: Een groter gewicht veroorzaakt een vervorming Eerst een gewicht op een groot oppervlak op de spons, daarna hetzelfde gewicht op een kleiner oppervlak op de spons. Waarneming: Bij een kleiner steunvlak is de vervorming (druk)
Fysica 1 e jaar e graad (uur): hoofdstuk 1 : Mechanica pag. 4 Besluit: De vervorming is een maat voor druk. De druk (vervorming) is afhankelijk van factoren: De druk is met de kracht d.w.z. als de kracht vergroot dan de druk De druk is... met het oppervlak d.w.z. als de oppervlakte vergroot dan de druk. 4. Definitie: De druk is de verhouding van de grootte van de kracht loodrecht op het oppervlakte. 4.3 Formule druk = kracht oppervlakte F p = (Symbool voor druk: p ) A (pressure) N p: druk (eenheid : Pa = m ) F : grootte kracht (eenheid : N) A: Oppervlakte (eenheid : m ) eenheid kracht N Eenheid voor druk = = = Pa ( Pascal) eenheid oppervlakte m 1 Pa is naar mensenmaat een kleine waarde. Plaats je hand plat op de tafel en plaats hierop een pak suiker van 1 kg. Dit geeft een druk van ongeveer 000 Pa. Blaise Pascal is geboren in Clermont op 19 juni 163 en overleed op 19 augustus 166. Op zijn veertiende woonde Pascal vergaderingen bij samen met Roberval, Mersenne, Mydorge en andere Franse Meetkundigen. In 1641, toen hij 18 was, bouwde hij de eerste reken(kundige)machine. Hij bedacht ook de rekenkundige driehoek. De Driehoek Van Pascal. Hij was een van de eersten die besefte dat deze veranderingen in luchtdruk zouden kunnen samenhangen met veranderingen in het weer en hierdoor werd de weg vrijgemaakt voor het gebruik van de barometer voor de weersvoorspelling. Pascal was ook de eerste die aantoonde dat de luchtdruk bij het toenemen van de hoogte kleiner wordt.
Fysica 1 e jaar e graad (uur): hoofdstuk 1 : Mechanica pag. 43 4.4 Toepassingen Voor het bekomen van een hoge druk: een klein een grote Voorbeelden : Voor het bekomen van een lage druk: een groot een kleine Voorbeelden: Verklaar volgende voorbeelden: Hoge hakken en olifantspoten,... enige gelijkenis?
Fysica 1 e jaar e graad (uur): hoofdstuk 1 : Mechanica pag. 44 Wat doet die fakir op zijn spijkerbed? Is het nu een punaise of een duimspijker? Hoe haal jij die schaatser uit het water die door het wak in het ijs zakte? Uitgewerkt voorbeeld Een kracht van 800 N werkt op een oppervlak van 00 cm². Bereken de druk. Kracht: F Opp : A druk: p? Geg: F = 800 N = 8 10 N A = 4 00 cm =,00 10 cm =,00 10 10 m =,00 10 m Gevr: p =? Opl: Formule : p = F A Berekening: p = 8 10 10 N m 4 = 4 10 Pa Antwoord: De druk bedraagt 4 4 10 Pa
Fysica 1 e jaar e graad (uur): hoofdstuk 1 : Mechanica pag. 45 4.5 Vraagstukjes Neem een cursusblad en maak volgende vraagstukken, herlees goed de werkmethode pag 4. 1. Een druk van 3 kpa ontstaat uit een kracht van 500 N. Bereken het oppervlak dat dit gewicht steunt. (Oplossing : 1,67. 10-1 m ). Een kracht werkt op een oppervlak van 800 cm². De maximale druk mag 5 kpa zijn. Welk gewicht mag er steunen op het oppervlak? (Oplossing : 4.10 N) 3. Een zware kast, met vier poten, oefent een gewicht uit van 3000 N en doet de vloertegels barsten. Hoe groot wordt de druk als we onder de poten eerst blokjes van 10 cm² schuiven en daarna blokjes van 0 cm² gebruiken? (Oplossing: 7,5.10 kpa en 3,75.10 kpa) 4. Bereken de druk die een persoon van 60 kg op de sneeuw uitoefent. a) als hij op zijn schoenen loopt bedraagt het oppervlak 00 cm² per voet. (Oplossing: 1,47.10 4 Pa) b) als hij ski s gebruikt van 180 cm lang en 1 cm breed. (oplossing: 1,36.10 3 Pa) g 5. Een metalen balkje heeft een dichtheid van 8. Het grondvlak is 3 cm op 5 cm, de 3 cm hoogte van de balk is 1 cm. Welke druk oefent dit voorwerp op de tafel uit? (Oplossing : 9,41. 10 3 Pa) 6. Bereken de hoogte van een cilinder met dichtheid 8 g cm 3, waarvan het grondvlak een diameter heeft van 5 cm. De druk die de cilinder op de tafel uitoefent bedraagt 8 kpa. 4.6 Samenvatting: De druk is de verhouding van de grootte van de kracht tot de oppervlakte p =... p:...... (eenheid :...) F :...(eenheid :...) A:... (eenheid :...) Voor het bekomen van een hoge druk: een klein een grote Voor het bekomen van een lage druk: een kleine een groot
Fysica 1 e jaar e graad (uur): hoofdstuk 1 : Mechanica pag. 46 Naam:... Klas:... 4.7 ZW: Bepalen van je eigen druk. Bereken de druk die jij uitoefent op de vloer. a) Als je op een stoel zit met vier poten van elk 9 cm². b) Als je rechtop staat. Bepaal hiervoor eerst je massa en de oppervlakte van je voet. Benodigdheden: Werkwijze: Weegschaal Ruitjespapier Stift Bepaal eerst je gewicht met een personenweegschaal. Bepaal hierna de oppervlakte van je voet. o Neem hiervoor een ruitjesblad en teken de omtrek van je voet. Voeg deze tekening toe aan het verslag. o Bepaal de oppervlakte van je voet. Noteer de metingen en de berekeningen in de tabel. Metingen en berekeningen: m Massa in... Oppervlakte (1 voet): A 1 in... Oppervlakte ( voeten): A tot in... Oplossing: Geg. Gevr. Opl. Formules Berekeningen Antw. a) Als ik op de stoel zit bedraagt de druk... b) Als ik op mijn schoenen loopt is de druk...