Hoe wordt beweging overgebracht, versneld of van richting veranderd?
Een overbrenging zet beweging over van de ene as naar de andere. Een overbrenging kan de beweging op drie manieren beïnvloeden:
Een overbrenging is een mechanisme dat beweging overbrengt van de ene as (de drijver) naar de andere as (de volger). Ze kan daarbij de snelheid, richting of zin van de beweging wijzigen.
| Overbrenging | Werking | Voorbeeld |
|---|---|---|
| Hefboom | Arm op een steunpunt (draaipunt) | Tuimelaar, balans, wipplank |
| Tandwielen | Vertandde wielen die in elkaar grijpen | Versnellingsbak fiets, klok, boormachine |
| Riemen | Een riem of band verbindt twee assen | Automotor, stofzuiger, wasmachine |
| Katrollen | Wiel met groef voor touw of kabel | Hijskraan, rolgordijn, scheepsmast |
| Kettingen | Ketting verbindt twee tandwielen | Fiets, kettingzaag, motorfiets |
| Wrijvingswielen | Twee wielen die tegen elkaar draaien | Tape-recorder, sommige draaitafels |
De motor is rechtstreeks verbonden aan het aangedreven onderdeel — er is geen overbrenging tussenin. Eenvoudig, maar minder flexibel.
Voorbeeld: elektrische tandenborstel, directe aandrijving van een ventilator
Motor en aangedreven deel zijn verbonden via een overbrenging (riem, ketting, tandwiel). Laat toe snelheid en richting aan te passen.
Voorbeeld: fiets (ketting), auto (riemen en tandwielen)
Het wiel of tandwiel dat de kracht levert — aangedreven door de motor. De drijver geeft de beweging door aan de volger.
Het wiel of tandwiel dat de beweging ontvangt van de drijver. De volger voert de taak uiteindelijk uit.
Drijver en volger draaien in dezelfde richting (beide met de klok mee, of beide tegen de klok in).
Drijver en volger draaien in tegengestelde richting (de ene met de klok mee, de andere tegen de klok in).
Grotere drijver + kleinere volger → de volger draait sneller (versnelling).
Kleinere drijver + grotere volger → de volger draait trager (vertraging).
De verhouding tussen het aantal tanden (of de diameter) bepaalt de mate van versnelling of vertraging.
Bij tandwielen geldt: als de drijver 10 tanden heeft en de volger 40 tanden, dan draait de volger 4 keer trager dan de drijver. Het tandwiel met 40 tanden moet immers 40 tanden laten passeren terwijl de drijver maar 10 tanden aandrijft.
Beweging overbrengen, versnellen of van richting veranderen
Staal, rubber, kunststof
Draaien, frezen
Wiel, tand, band
Bekijk de fiets in je fietsenrek. Welke overbrengingen herken je? Wat is de drijver en wat is de volger? Hoe zou je sneller kunnen rijden zonder harder te trappen?
Techniek is niets meer dan de wereld van morgen die wij vandaag bouwen.
Een transportsysteem verplaatst iets over een afstand. Hoe snel dat gaat, beschrijven we met de snelheid. Bij constante snelheid blijft die snelheid de hele tijd hetzelfde — het voorwerp wordt niet sneller en niet trager.
snelheid = afstand ÷ tijd
In symbolen: v = afstand / tijd. Reken je in meter en seconde, dan is de eenheid van snelheid m/s (meter per seconde). In het verkeer gebruik je vaak km/h (kilometer per uur).
Een voorbeeld: een wagentje legt 6 meter af in 3 seconden. Dan is de snelheid 6 ÷ 3 = 2 m/s. Laat je het wagentje een dubbele afstand (12 m) afleggen bij dezelfde snelheid, dan doet het er ook dubbel zo lang over (6 s). Afstand en tijd verdubbelen samen — dat is precies wat “verhouding” betekent.
Om de grootte of de richting van een beweging te veranderen, is altijd een kracht nodig. Wil je versnellen, vertragen of een bocht maken, dan moet er een kracht op het voorwerp werken.
Bij constante snelheid werkt er géén resulterende kracht op het voorwerp. Een auto die met vaste snelheid op de snelweg rijdt, heeft wel een motorkracht, maar die heft precies de wrijving en luchtweerstand op. De krachten zijn in evenwicht, dus de snelheid blijft gelijk. Pas als de bestuurder gas geeft of remt, ontstaat er een resulterende kracht en verandert de snelheid.
Een treintje legt 4 meter af in 2 seconden. Wat is zijn snelheid? Werkt er een resulterende kracht op het treintje zolang het met die vaste snelheid rijdt? Leg uit.
Transportsystemen blijven evolueren. Twee belangrijke vernieuwingen van vandaag zijn de elektrificatie van voertuigen en het gebruik van drones.
| Innovatie | Voordeel | Uitdaging |
|---|---|---|
| Elektrische auto | Geen uitlaatgassen, stil | Batterij opladen, actieradius |
| Drone-levering | Snel, ook op afgelegen plaatsen | Veiligheid, geluid, regelgeving |
Zou jij een pakje liever met een bestelwagen of met een drone laten leveren? Bekijk het vanuit verschillende invalshoeken: snelheid, milieu, kostprijs en veiligheid.
Oefening 1
Overbrengingen in het dagelijks leven
Geef voor elk van de 6 overbrengingen een voorbeeld uit het dagelijkse leven dat nog niet in de cursus stond. Vermeld telkens wat de drijver en wat de volger is.
Oefening 2
Tandwielen en snelheid
Een tandwiel met 10 tanden (drijver) grijpt in een tandwiel met 40 tanden (volger). Wat is de invloed op de snelheid van de volger? Leg je antwoord volledig uit.
Tip: gebruik de regel “grotere volger = trager” en denk na over de verhouding 10:40.
Oefening 3
Rechtstreeks en onrechtstreeks
Wat is het verschil tussen rechtstreekse en onrechtstreekse aandrijving? Geef een concreet voorbeeld van elk type en beschrijf het voordeel van onrechtstreekse aandrijving.
Oefening 4
Gekruiste riem
Je wil een riemdrijving waarbij de drijver en de volger in tegengestelde richting draaien. Hoe leg je de riem? Leg uit waarom dit zo werkt.
Oefening 5
Fiets en versnelling
Een fiets heeft een groot tandwiel voor (de drijver, aangedreven door de pedalen) en een klein tandwiel achter (de volger, verbonden met het achterwiel via een ketting). Draait het achterwiel sneller of trager dan het voorste tandwiel? Verklaar je antwoord met behulp van de regel voor drijver en volger.
Tip: denk na over welk tandwiel groter is en wat de regel zegt over een grote drijver tegenover een kleine volger.