Kracht en veiligheid: nettokracht bij een beweging langs een rechte weg
Bij een beweging langs een rechte weg werken er meerdere krachten op een voertuig. Op het examen reken je vaak uit welke nettokracht nodig is voor een versnelling of vertraging.
Een voertuig beweegt langs een rechte weg door de krachten die erop werken. De aandrijfkracht duwt het voertuig vooruit. De remkracht werkt juist tegen de bewegingsrichting in.
Daarnaast werken er tegenwerkende krachten. Luchtwrijving werkt tegen de rijrichting in en wordt groter naarmate het voertuig sneller gaat. Rolwrijving ontstaat tussen de banden en het wegdek. Ook deze kracht werkt tegen de beweging in.
Alle krachten werken langs dezelfde lijn. Om de nettokracht te vinden tel je de krachten in één richting op. Daarna trek je de krachten in de tegengestelde richting af. Zo ontstaat één kracht die de beweging verandert.
De nettokracht bepaalt hoe het voertuig beweegt. Is de nettokracht nul, dan blijft de snelheid gelijk. Is de nettokracht ongelijk aan nul, dan verandert de snelheid. Met F = m · a reken je uit hoe groot die kracht moet zijn voor een bepaalde versnelling of vertraging. Hoe groter de massa, hoe groter de nettokracht die nodig is.
Bij een vertraging werkt de nettokracht tegen de rijrichting in. Je rekent de grootte uit met dezelfde formule. Gebruik de vertraging als positief getal en let op de richting in je antwoord.
Onthoud
De aandrijfkracht versnelt het voertuig en de remkracht vertraagt het.
Luchtwrijving en rolwrijving werken altijd tegen de bewegingsrichting in.
De nettokracht is de som van alle krachten, met hun richting meegerekend.
Bij een beweging met constante snelheid is de nettokracht nul.
Met F = m · a reken je de nettokracht uit bij een versnelling of vertraging.
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Gevraagd is de nettokracht die nodig is om de auto af te remmen met een vertraging van 9,6 m/s². De massa van de auto met bestuurder is 1250 kg.
- 1
Gegeven: m = 1250 kg en a = 9,6 m/s².
Veelgemaakte fouten
Leerlingen tellen krachten op zonder op de richting te letten. Tel krachten in dezelfde richting op en trek de tegengestelde krachten ervan af.
Leerlingen gebruiken de snelheid in plaats van de versnelling in F = m · a. Bereken eerst de versnelling uit de tijd en de snelheidsverandering als die niet gegeven is.
Leerlingen denken dat een constante snelheid een nettokracht van de aandrijving vraagt. Bij een constante snelheid is de nettokracht nul.
Snel checken
Een auto rijdt over een rechte weg met een constante snelheid van 20 m/s. Welke uitspraak over de nettokracht op de auto is juist?
Een fiets rijdt naar rechts. De aandrijfkracht is 120 N naar rechts. De luchtwrijving is 40 N naar links en de rolwrijving is 30 N naar links. Wat is de nettokracht?