12 voorbeelden van eenvoudige machinevragen
1. Kijk naar de afbeelding van de vaste katrol aan de zijkant! Om deze op te tillen is een kracht F nodig.
zo groot als …
A. 50 N
B. 100 N
C. 200 N
D. 1000 N
Discussie
Het gewicht van de last bedraagt 100 Newton. Om de last op te tillen is een minimale kracht van 100 Newton nodig.
Het juiste antwoord is B.
2. Kijk naar de afbeelding!
Het mechanische voordeel van de hefboom is...
Een 1
B. 1,5
C. 2,5
D. 10
Discussie
Het is bekend dat:
Gewicht (w) = 75 Newton
Kracht (F) = 7,5 Newton
Krachtarm (LK) = 50 cm
Belastingsarm (LB) = 5 cm
Gevraagd: Mechanisch voordeel (KM)
Antwoord :
De formule voor het mechanisch voordeel van een hefboom:
KM = w / F of KM = LK/LB
Informatie: KM = mechanisch voordeel, w = gewicht van de last, F = kracht, LK = vermogensarm, LB = lastarm.
Het mechanisch voordeel van de hefboom wordt berekend met behulp van de bovenstaande formule:
KM = w/F = 75 Newton / 7,5 Newton = 10 of
KM = LK/LB = 50 cm /5 cm = 10
Het juiste antwoord is D.
3. Bekijk de volgende afbeelding van een hefboom!
De grootte van de kracht die nodig is om de steen op te tillen is...
A. 2.250 Newton
B. 1.500 Newton
C. 750 Newton
D. 500 Newton
Discussie
Het is bekend dat:
Belastingsgewicht (w) = 1500 Newton
Belastingsarm (lb) = 0,5 meter
Krachtarm (Lk) = 1,5 meter
Gevraagd: Kracht (F)
Antwoord :
De formule voor het mechanisch voordeel van een hefboom:
Km = w / F of Km = Lk/Lb
Formulebeschrijving:
Km = mechanisch voordeel, w = gewicht van de last, F = kracht, Lk = vermogensarm, Lb = lastarm.
Mechanisch voordeel:
Km = Lk/Lb = 1,5/0,5 = 3
Grote stijl:
Km = w / F
F = w / Km
F = 1500 Newton / 3
F = 500 Newton
Het juiste antwoord is D.
4. Kijk naar de afbeelding!
Van de vier eenvoudige machines hierboven is degene die gebruikmaakt van het principe van een hellend vlak...
A. 1 en 2
B. 1 en 3
C. 2 en 3
D. 3 en 4
Discussie
Een eenvoudige machine is een hulpmiddel dat gebruikt wordt om menselijk werk te vergemakkelijken. Als je bijvoorbeeld moeite hebt om een voorwerp tot een bepaalde hoogte te tillen, kun je een hellend vlak gebruiken. Het duwen van een voorwerp langs het hellende vlak vereist minder kracht dan het rechtstreeks optillen. In dit geval beweegt het voorwerp, terwijl het hellende vlak stilstaat.
Het hellend vlak in de bovenstaande afbeelding is hellend vlak wat stilstaat. Er zijn hellende vlakken die eenvoudige machines zijn die kunnen bewegen, namelijk schroeven (1) en wiggen. Voorbeelden van wiggen zijn assen (2), messen en beitels. In dit geval staat het object stil terwijl het hellende vlak beweegt.
Het juiste antwoord is A.
5. De volgende eenvoudige machine die gebruikmaakt van het hefboomprincipe is...
Discussie
Een voorbeeld van een eenvoudige machine is een hefboom. Een hefboom is een werktuig dat kracht vergroot, waarbij de uitgeoefende kracht groter is dan de uitgeoefende kracht. Er zijn drie soorten hefbomen: hefbomen van de eerste, tweede en derde klasse. Een hefboom van de eerste klasse kenmerkt zich door het draaipunt tussen de krachtbron en de last, bijvoorbeeld een schaar en een tang. Een hefboom van de tweede klasse kenmerkt zich door het draaipunt tussen de last en de krachtbron, bijvoorbeeld een spijkertrekker en een nietmachine. Een hefboom van de derde klasse kenmerkt zich door het draaipunt tussen de last en de krachtbron, bijvoorbeeld een borstel.
Figuur B is een voorbeeld van een hefboom van de tweede klasse, waarbij de last zich bevindt tussen het draaipunt (het wiel) en de krachtbron (de hefkracht en de duwkracht van de mens).
Het juiste antwoord is B.
6. De volgende eenvoudige machine werkt volgens hetzelfde principe als de bovenstaande eenvoudige machine, namelijk...
Discussie
De eenvoudige machine in de afbeelding hierboven is een hefboom. Een hefboom is een krachtversterkend apparaat, waarbij de resulterende kracht groter is dan de uitgeoefende kracht. Er zijn drie soorten hefbomen: hefbomen van de eerste klasse, hefbomen van de tweede klasse en hefbomen van de derde klasse.
Een kenmerk van een hefboom van de eerste klasse is dat het draaipunt zich tussen de kracht en de last bevindt, bijvoorbeeld bij hefbomen, scharen en tangen.
Een kenmerk van een hefboom van de tweede klasse is dat de last zich tussen het draaipunt en de kracht bevindt, bijvoorbeeld een spijkertrekker en een nietmachine.
Een kenmerk van een hefboom van de derde klasse is dat de kracht zich bevindt tussen de last en het draaipunt, bijvoorbeeld een borstel.
De afbeelding in de bovenstaande vraag toont een hefboom, en een eenvoudig apparaat dat volgens hetzelfde principe werkt als een hefboom is een schaar.
Het juiste antwoord is C.
7. Bekijk het wipspel zoals weergegeven op de volgende afbeelding!
Het gewicht van kind A is groter dan dat van kind B. Om de wip in evenwicht te houden, moet de wip in de juiste positie staan...
A. Het draaipunt T wordt verplaatst naar punt P.
B. Kind B beweegt naar punt R.
C. Kind A beweegt naar punt P.
D. Kind B beweegt naar punt Q.
Discussie
Een wip is een voorbeeld van een eenvoudige hefboommachine. De formule voor het mechanisch voordeel ervan is:
KM = w lb = F lk
Informatie :
KM = mechanisch voordeel,
w = belasting
lb = lastarm = afstand tussen de last en het draaipunt. Het draaipunt in de afbeelding is T.
F = vermogen
lk = krachtarm = afstand tussen krachtbron en draaipunt. Het draaipunt in de figuur is T.
Op basis van de bovenstaande formule, waarbij het product van de belasting (w) en de belastingarm (lb) gelijk is aan het product van de kracht (F) en de krachtarm (lk), geldt dat als de belasting groot en de kracht klein is, de belastingarm (lb) klein moet zijn en de krachtarm (lk) groot.
Bekijk de afbeelding hierboven. Als A een grotere last is en B een kleinere kracht, dan treedt evenwicht op wanneer de lastarm klein is en de krachtarm groot.
De belastingarm wordt kleiner nadat kind A naar P verschuift.
Het juiste antwoord is C.
8.
Bekijk de afbeelding hieronder!
Van de vier hellende vlakken hierboven is het vlak met hetzelfde mechanische voordeel weergegeven in figuurnummer….
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (2) en (4)
D. (3) en (4)
Discussie
Een hellend vlak is een eenvoudige machine. Eenvoudige machines zijn hulpmiddelen die mensen helpen bij het uitvoeren van taken. Hellende vlakken worden gebruikt om het voor mensen gemakkelijker te maken objecten tot een bepaalde hoogte te tillen.
Het mechanisch voordeel van een hellend vlak is de verhouding tussen de lengte van het hellende vlak en de hoogte van het hellende vlak.
Mechanisch voordeel van een hellend vlak 1 = 5 cm / 2 cm = 2,5
Mechanisch voordeel van een hellend vlak 2 = 3 cm / 2 cm = 1,5
Mechanisch voordeel van een hellend vlak 3 = 3 cm / 1 cm = 3
Mechanisch voordeel van een hellend vlak 4 = 12 cm / 4 cm = 3
Hetzelfde mechanische voordeel wordt weergegeven door figuren (3) en (4).
Het juiste antwoord is D.
9.
Sommige hellende vlakken hebben afmetingen zoals op de afbeelding.
Het vlak dat hetzelfde mechanische voordeel biedt, is het hellend vlak.
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (2) en (4)
D. (3) en (4)
Discussie
Mechanisch voordeel van hellend vlak 1 = 3,2 m / 80 cm = 320 cm / 80 cm = 4
Mechanisch voordeel van hellend vlak 2 = 3,6 m / 90 cm = 360 cm / 90 cm = 4
Mechanisch voordeel van hellend vlak 3 = 3 m / 120 cm = 300 cm / 120 cm = 2,5
Mechanisch voordeel van hellend vlak 4 = 4 m / 125 cm = 400 cm / 125 cm = 3,2
Hetzelfde mechanische voordeel wordt weergegeven door figuren (1) en (2).
Het juiste antwoord is A.
10.
Bekijk de volgende afbeelding van een hellend vlak!
Het hellend vlak met hetzelfde mechanische voordeel is...
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (2) en (3)
D. (3) en (4)
Discussie
Mechanisch voordeel van hellend vlak 1 = 3 m / 1,2 m = 2,5
Mechanisch voordeel van hellend vlak 2 = 5 m / 2 m = 2,5
Mechanisch voordeel van hellend vlak 3 = 4 m / 1,5 m = 2,6
Mechanisch voordeel van hellend vlak 4 = 3,6 m / 1,2 m = 3
Hetzelfde mechanische voordeel wordt weergegeven door figuren (1) en (2).
Het juiste antwoord is A.
11. Eenvoudige machines
Bekijk de volgende afbeelding van een hefboom.
De afstand AB = BC = CD = DE, de hoeveelheid kracht die op punt E moet worden uitgeoefend zodat de hefboom in evenwicht is, is...
A. 300 N
B. 450 N
C. 750 N
D. 900 N
Discussie
Het is bekend dat:
AB = BC = CD = DE = l
Belastingsarm (lb) = l
Krachtarm (Lk) = 3l
Belastingsgewicht (w) = 900 Newton
Gevraagd: Kracht (F)
Antwoord :
Mechanisch voordeel:
Km = Lk/Lb = 3l/l = 3
Grote stijl:
Km = w / F
F = w / Km
F = 900 Newton / 3
F = 300 Newton
Het juiste antwoord is A.
12. Bekijk de afbeelding van de hendel hieronder!
De last wordt vervolgens 10 cm dichter naar het draaipunt verplaatst. Om het evenwicht van de hefboom te behouden, moet de kracht...
A. plus 54 N
B. min 64 N
C. plus 75 N
D. min 96 N
Discussie
Bereken de vermogensarm (Lk).
Het is bekend dat:
Belastingsarm (lb) = 25 cm
Belastingsgewicht (w) = 480 Newton
Kracht (F) = 160 N
Gevraagd: Krachtarm (Lk)
Antwoord :
Mechanisch voordeel (km):
Km = w / F = 480 Newton / 160 N = 3
Krachtarm (Lk):
Km = Lk/Lb
3 = Lk/25 cm
Lk = (3)(25 cm)
Lk = 75 cm
Bereken de grootte van de kracht (F).
Het is bekend dat:
Belastingsarm (lb) = 25 cm – 10 cm = 15 cm
Belastingsgewicht (w) = 480 Newton
Krachtarm (Lk) = 75 cm
Gevraagd: Kracht (F)
Antwoord :
Mechanisch voordeel (km):
Km = Lk/Lb
Km = 75 cm / 15 cm
Km = 5
De grootte van de kracht (F):
Km = w / F
F = w / Km
F = 480 Newton / 5
F = 96 Newton
Om de hefboom in evenwicht te brengen, wordt de kracht met 64 Newton verminderd (160 N – 96 N).
Het juiste antwoord is B.
Bron van de vraag:
Nationale examenvragen voor natuurwetenschappen voor de onderbouw van het voortgezet onderwijs/islamitische onderbouw van het voortgezet onderwijs
