Kracht en beweging: de tweede wet van Newton
De tweede wet van Newton verbindt kracht, massa en versnelling. Het examen vraagt er vaak naar bij remmen, vertragen en landen.
De tweede wet van Newton zegt: de resulterende kracht op een voorwerp is gelijk aan de massa maal de versnelling. In formulevorm: F_res = m · a.
De versnelling heeft altijd dezelfde richting als de resulterende kracht. Hoe groter de resulterende kracht, hoe groter de versnelling. Bij dezelfde kracht geldt: hoe groter de massa, hoe kleiner de versnelling.
De wet kun je ook schrijven als a = F_res / m. Zo zie je direct wat er gebeurt als de kracht of de massa verandert.
Let op: F_res is de som van alle krachten op het voorwerp. Bij een remmend voorwerp tel je de remkracht en eventuele wrijving mee.
- Eenheden: F in newton (N), m in kilogram (kg) en a in m/s².
- 1 N is de kracht die een massa van 1 kg een versnelling van 1 m/s² geeft.
Bij een vertraging gaat het om de grootte van de versnelling. Dan reken je met de grootte van a en let je op de richting in je antwoord.
Onthoud
F_res = m · a: de resulterende kracht bepaalt de versnelling, met dezelfde richting.
Bij gelijke kracht heeft een kleinere massa een grotere versnelling.
Voor F_res neem je de som van alle krachten, niet alleen één kracht.
Gebruik kilogram voor m en newton voor F, dan komt a uit in m/s².
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Bij deze vraag gaat het om een monteur van 140 kg die bij de landing over 20 cm wordt afgeremd. Eerst bereken je de maximale resulterende kracht, daarna de maximale snelheid.
- 1
De maximale vertraging is 10 m/s² volgens de tekst.
Veelgemaakte fouten
Reken de massa om naar kilogram voordat je met F = m · a gaat werken.
Neem voor F_res de som van alle krachten, niet één kracht die je opvalt.
De tweede wet gaat over versnelling, niet over snelheid; een grote snelheid betekent niet automatisch een grote kracht.
Snel checken
Een blok van 4,0 kg wordt door een resulterende kracht van 12 N versneld. Hoe groot is de versnelling?
Twee karretjes, van 2 kg en van 8 kg, worden door dezelfde resulterende kracht versneld. Welke uitspraak klopt?