Naar de inhoud
Inloggen

Natuurkunde havo

Spanning, rek en materiaalkeuze

Ongeveer 9 minuten. Twee staven van hetzelfde materiaal maar verschillende dikte rekken niet even veel.

De mechanische spanning is de kracht gedeeld door de doorsnede, in pascal. De rek is de verlenging gedeeld door de oorspronkelijke lengte, en die heeft geen eenheid.

Waarom die twee begrippen bestaan

Een dikke staaf verdraagt meer kracht dan een dunne van hetzelfde materiaal. Door te delen door de doorsnede houd je iets over dat alleen van het materiaal afhangt.

Hetzelfde geldt voor de lengte. Een lange draad rekt bij dezelfde kracht meer centimeters uit dan een korte, maar de rek is gelijk.

In het elastische gebied zijn spanning en rek recht evenredig. De verhouding tussen die twee heet de elasticiteitsmodulus, en dat is een stofeigenschap.

Voorbij de vloeigrens komt het materiaal niet meer terug in zijn oude vorm. Nog verder ligt het breekpunt, en daar knapt het.

Spanning tegen rek

elastischplastischbreukspanningrek

In het rechte deel veert het materiaal nog helemaal terug.

Zo reken je aan een staaf

1

Bereken de doorsnede

Bij een ronde staaf is dat pi keer de straal in het kwadraat, in vierkante meter.

2

Deel de kracht door de doorsnede

Dat geeft de spanning in pascal. Een dikkere staaf geeft bij dezelfde kracht een lagere spanning.

3

Reken de rek uit

De verlenging gedeeld door de oorspronkelijke lengte. Dat is een verhouding zonder eenheid, vaak in procent.

4

Vergelijk met de grenswaarde

Ligt de spanning onder de vloeigrens uit de tabel, dan veert het terug. Erboven blijft het vervormd.

De fout die bijna iedereen maakt

Twee staven van hetzelfde materiaal, de ene twee keer zo dik. Bij dezelfde kracht, welke rekt meer?

allebei evenveel, het is hetzelfde materiaalklopt niet

Dezelfde kracht op een kleinere doorsnede geeft een hogere spanning, en bij een hogere spanning hoort meer rek. Twee keer zo dik betekent vier keer zo veel doorsnede, dus een kwart van de spanning.

Rek heeft geen eenheid

Je deelt meter door meter, dus die valt weg. Zet je toch een eenheid bij je antwoord, dan klopt er iets niet in je berekening.

Spanning, rek en materiaalkeuze

Check jezelf

Wat is mechanische spanning?

Kracht per vierkante meter, net als druk, in pascal.

Een draad van 2,0 m rekt 4,0 mm uit. Wat is de rek?

4,0 millimeter is 0,0040 meter, gedeeld door 2,0 meter is 0,0020.

Wat gebeurt er voorbij de vloeigrens?

Daar begint het plastische gebied en komt het niet meer in zijn oude vorm terug.

In jouw boek

Er zijn nog geen methodes ingesteld voor dit vak.

De begrippen uit deze les

breukspanning
De spanning waarbij een materiaal breekt. Een constructie wordt altijd ruim daaronder ontworpen.
dichtheid
De massa per volume-eenheid, in kilogram per kubieke meter. Hij bepaalt samen met de sterkte of een materiaal geschikt is voor een licht ontwerp.
elasticiteitsmodulus
De steilheid van het rechte stuk in het spanning-rekdiagram. Hoe groter hij is, hoe stijver het materiaal.
elastisch gebied
Het stuk waarin een materiaal na belasting weer helemaal terugveert. De spanning en de rek zijn daar recht evenredig.
mechanische spanning
De kracht per oppervlak in een materiaal, in newton per vierkante meter. Een dunne staaf staat bij dezelfde kracht onder meer spanning dan een dikke.
rek
De verlenging gedeeld door de oorspronkelijke lengte, zonder eenheid of in procenten.
vloeigrens
De spanning waarboven een materiaal blijvend vervormt. Daarna komt het niet meer in zijn oude vorm terug.

Overhoor deze begrippenAlle begrippen van dit vak

Vakinhoudelijk gecontroleerd door Jasper Mulders op 28-10-2026.

En nu?

Alle onderwerpen Ander vak