Learning Resources LER 2442 Manual page 19

Hefboom (figuur 4)
Er zijn drie verschillende soorten hefbomen maar ze hebben
een paar dingen gemeenschappelijk. Alle hefbomen hebben
een staaf, stang of een ander vlak dat op een steunpunt rust.
Aan het ene uiteinde van de stang wordt kracht uitgeoefend
die op zijn beurt een lading verplaatst. Als de lading zich
dichtbij het steunpunt bevindt, is er minder inspanning vereist.
Bij een eersteklas hefboom bevindt het steunpunt zich in
het midden van de lading. Een wip is een voorbeeld van een
eersteklas hefboom, waarbij kracht wordt uitgeoefend in één
richting en de lading zich in de tegenovergestelde richting
beweegt. Stel het model op waarbij de stang op het
midden van het steunpunt rust en zet een wiel op beide
uiteinden van de stang om dit principe te demonstreren. Je ziet
dat wanneer het ene uiteinde naar beneden geduwd wordt het
andere uiteinde omhoog gaat. Zie figuur 4B.
Bij een tweedeklas hefboom bevindt het steunpunt zich
aan het ene uiteinde en de lading bevindt zich tussen het
steunpunt en de geleverde inspanning. Een kruiwagen is een
voorbeeld van een tweedeklas hefboom. De lading bevindt
zich in het midden en het steunpunt is het wiel. Inspanning
wordt geleverd middels de handvaten wat iemand in staat
stelt om een lading op te tillen en gemakkelijk te verplaatsen.
Stel het model op waarbij de stang op het ene uiteinde van het
steunpunt rust en zet één wiel in het midden. Til het andere
uiteinde van de stang op om dit principe te demonstreren.
Je ziet hoe de lading omhoog gaat in dezelfde richting als de
geleverde inspanning. Zie figuur 4C.
Bij een derdeklas hefboom bevindt het steunpunt zich
aan het ene uiteinde maar deze keer bevindt de geleverde
inspanning zich in het midden tussen het steunpunt en de
lading. Een voorbeeld van dit soort hefbomen is een vishengel.
Tijdens het vissen functioneert je arm als het steunpunt,
wordt de inspanning geleverd op het midden van de hengel
en de lading bevindt zich aan het uiteinde van de vislijn. De
lading verplaatst zich in dezelfde richting als de geleverde
inspanning. Stel het model op waarbij de stang op het ene
uiteinde van het steunpunt rust en zet een wiel op het andere
uiteinde. Til het midden van de stang op om een derdeklas
hefboom te demonstreren. Je ziet hoe de lading omhoog gaat
in dezelfde richting als de geleverde inspanning. Zie figuur 4D.
Wiel met as (figuur 5)
Een wiel met as is een van de meest gewone en nuttige,
eenvoudige machines. Het doel ervan is om objecten van de
ene plek naar de andere plek te verplaatsen zonder al te veel
inspanning. Beweging wordt tot stand gebracht door een
object voort te rollen terwijl het wiel op de as ronddraait.
Demonstreer dit principe door het deurknopmodel te maken.
Rol het wiel vooruit en achteruit en zie hoe de as draait. Zie
figuur 5C.
Een wiel met as bestaat uit een wiel met een stang (de
zogenaamde as) in het midden. Auto's, raderwerken
in klokken, kruiwagens en deurknoppen zijn een paar
voorbeelden waarin een wiel met as worden aangetroffen.
Experimenteer met het wiel met as door het wagenmodel te
maken (Zie figuur 5E). Plaats een object bovenop de wagen en
laat het ervan af rollen naar een oppervlak. Je ziet hoe weinig
inspanning dit vraagt. Plaats nu hetzelfde object op hetzelfde
oppervlak maar nu zonder de wagen. Duw het object over
het oppervlak. Je ziet hoeveel meer inspanning het vraagt om
hetzelfde object over dezelfde afstand te verplaatsen.
Definities
Inspanning: hoeveelheid toegepaste kracht om een object te
verplaatsen.
Kracht: elke duw of trek uitgeoefend op een object.
Steunpunt: de ondersteuning waarop een hefboom rust terwijl
een object verplaatst of opgetild wordt.
Hellend vlak: plat oppervlak dat een object van het ene niveau
naar een ander niveau over een grotere afstand met minder
kracht verplaatst.
Hefboom: een staaf, stang of een ander vlak dat op een
steunpunt leunt en objecten optilt met minder inspanning.
Lading: object dat wordt verplaatst.
Eenvoudige machine: een machine die uit weinig of geen
bewegende delen bestaat en die het verplaatsen van een
object gemakkelijker maakt.
Katrol: een koord of draad dat over een wiel of een wielstelsel
beweegt en dat de richting van de op een object uitgeoefende
kracht verandert zodat het gemakkelijker te verplaatsen is.
Keg: bestaat uit tenminste één maar meestal twee
samengevoegde hellende vlakken om een scherpe punt te
vormen dat een object splitst of verdeelt.
Wiel met as: bestaat uit een wiel met een stang (de
zogenaamde as) in het midden waar het wiel omheen draait
om objecten te verplaatsen.
Werk: hoeveelheid uitgeoefende kracht vermenigvuldigt met
de afstand waarover een object zich verplaatst.
18