Proef 2.1.1 Kracht en oppervlak

19 mei

Doel van de proef: de leerlingen weten dat je met dezelfde kracht een grotere druk kunt maken als je die kracht op een kleiner oppervlak uitoefent.

Benodigdheden:

  • baksteen
  • bak met deksel, voor driekwart gevuld met meel
  • meetlat

Uitvoering: Schud de bak met meel met de deksel erop. Haal het deksel eraf en druk met de vuist zacht en hard in het meel. Maak aannemelijk dat een grotere druk een grotere afdruk in het meel veroorzaakt. Doe het deksel weer op de bak en schud.

 

Laat vervolgens zien dat een baksteen maar weinig wegzakt in het meel (kleine druk) als je die er plat op legt, méér wegzakt als je de steen op zijn lange zijkant legt en nog meer als je die rechtop op de korte zijkant legt.

Zie hier voor een filmpje met de uitvoering van deze proef door mevr. R. Khedie (Paramaribo).

Conclusie: 1. Druk heeft te maken met kracht en het oppervlak waarop de kracht wordt uitgeoefend. 2. Je kunt met dezelfde kracht een grotere druk uitoefenen door het oppervlak waarop de kracht wordt uitgeoefend kleiner te maken.

Na de introductie van de formule p = F/A kan de druk die de baksteen uitoefent worden uitgerekend. Meet daartoe de lengte, breedte en hoogte van de steen op.

De lengte van een standaard baksteen massa is ongeveer 21 cm, de breedte 10 cm en de hoogte 5 cm. De massa is ongeveer 1,9 kg. Het gewicht van zo’n steen is dus 9,8 x 1,9 = 19 N. De druk als de steen plat ligt (A = 21 x 10 = 210 cm2) is dan 19/210 = 0,09 N/cm2. Staat de steen op zijn kleinste zijde (A = 10 x 5 = 50 cm2) dan is de druk 19/50 = 0,38 N/cm2, meer dan 4 keer zo groot.

Leswerk