Naar de inhoud
Physics with Thomas

Hefbomen · waarom draait de lange sleutel wel?

Natuurkunde 3 havo/vwoDuur 3:16Op YouTube

Of iets gaat draaien, hangt af van de kracht én van de arm: de afstand tussen het draaipunt en de werklijn van de kracht. Kracht keer arm is het moment, M = F × r. Daarom draait een lange sleutel een vastgeroeste bout met minder kracht. Evenwicht geldt als F₁ × r₁ = F₂ × r₂.

Een vastgeroeste bout. Je trekt met al je kracht aan een korte sleutel, en hij geeft niet mee. Je pakt een sleutel die twee keer zo lang is, en hij draait. Maar je trok niet harder.

Of iets gaat draaien, hangt niet alleen af van de kracht, maar ook van hoe ver van het draaipunt je duwt of trekt. Die afstand heet de arm: de kortste afstand tussen het draaipunt en de lijn waarlangs de kracht werkt. Kracht keer arm heet het moment, M = F × r, in newtonmeter. Heeft de bout 60 newtonmeter nodig, dan is dat met een sleutel van 20 centimeter 300 newton, en met een sleutel van 50 centimeter maar 120 newton.

Werken er twee krachten om hetzelfde draaipunt, de ene linksom en de andere rechtsom, dan is er evenwicht als hun momenten even groot zijn: F₁ × r₁ = F₂ × r₂. Dat is de hefboomwet, en precies daarom werkt een hefboom. Een schroevendraaier onder de rand van een verfblik: het deksel zit 1,0 centimeter van het draaipunt en vraagt 150 newton, jouw hand duwt 20 centimeter verderop. Dan is 7,5 newton genoeg.

Daarna reken je zelf aan een flesopener. Halverwege staat er een vraag en valt er een stilte: zet de video daar stil en denk eerst zelf na. Je ziet ook waarom je de armen in centimeters mag laten staan, zolang je aan beide kanten dezelfde eenheid gebruikt, en wanneer je toch eerst naar meter omrekent.

In deze video

  1. 0:00De langere sleutel
  2. 0:17Kracht keer arm
  3. 0:51Twee momenten in evenwicht
  4. 1:56De flesopener
  5. 2:17Drie dingen om te onthouden
  6. 2:36Twee vragen
  7. 2:53De antwoorden
  8. 3:04Resulterende kracht

De hele uitleg, uitgeschreven

De langere sleutel

0:00Een vastgeroeste bout. Je trekt met al je kracht aan een korte sleutel, en hij geeft niet mee. Je pakt een sleutel die twee keer zo lang is, en hij draait. Maar je trok niet harder.

Kracht keer arm

0:17Of iets gaat draaien, hangt niet alleen af van de kracht. Het hangt ook af van hoe ver van het draaipunt je duwt of trekt. Die afstand heet de arm: de kortste afstand tussen het draaipunt en de lijn waarlangs de kracht werkt. Kracht keer arm heet het moment.

0:36M is F keer r, in newtonmeter. De bout heeft een moment van zestig newtonmeter nodig. Met een sleutel van twintig centimeter is dat driehonderd newton. Met een sleutel van vijftig centimeter is het honderdtwintig newton.

Twee momenten in evenwicht

0:51Werken er twee krachten om hetzelfde draaipunt, de ene linksom en de andere rechtsom, dan is er evenwicht als hun momenten even groot zijn. F één keer r één is F twee keer r twee. Dat is de hefboomwet. En dat is precies waarom een hefboom werkt.

1:10Duw je ver van het draaipunt, dan kan een kleine kracht een grote kracht dicht bij het draaipunt in evenwicht houden. Een schroevendraaier onder de rand van een verfblik: het draaipunt is de rand van het blik. Het deksel zit één centimeter van het draaipunt en vraagt honderdvijftig newton.

1:29Jouw hand duwt twintig centimeter verderop. Honderdvijftig keer één is jouw kracht keer twintig, en dus is jouw kracht zeven komma vijf newton. Nu jij. Een flesopener zet de kroonkurk één komma nul centimeter van het draaipunt, en daar is veertig newton nodig.

1:48Je hand duwt tien centimeter van het draaipunt. Hoeveel kracht moet je hand leveren?

De flesopener

1:57Veertig keer één komma nul is jouw kracht keer tien. Jouw kracht is dus vier komma nul newton. Je mag de armen in centimeters laten staan, zolang je aan beide kanten dezelfde eenheid gebruikt: de eenheid valt weg. Wil je het moment zelf weten, in newtonmeter, dan reken je wel eerst om naar meter.

Drie dingen om te onthouden

2:18Drie dingen. De arm is de kortste afstand van het draaipunt tot de lijn waarlangs de kracht werkt. Het moment is kracht keer arm, in newtonmeter. En bij evenwicht is F één keer r één gelijk aan F twee keer r twee: een lange arm geeft een kleine kracht.

Twee vragen

2:36Twee vragen. Eén. Je duwt met vijfentwintig newton op een hendel, veertig centimeter van het draaipunt, loodrecht. Hoe groot is het moment? Twee. Waarom zit de klink van een deur aan de kant die het verst van de scharnieren af is?

De antwoorden

2:54De eerste: vijfentwintig keer nul komma veertig is tien newtonmeter. De tweede: dan is de arm het grootst, en heb je de kleinste kracht nodig om de deur open te duwen.

Resulterende kracht

3:05Wil je weten hoe je alle krachten op iets bij elkaar optelt? Kijk dan de video over de resulterende kracht op mijn YouTube-kanaal.

Veelgestelde vragen

Wat is het moment van een kracht?

Het moment is kracht keer arm: M = F × r. De arm is de kortste afstand tussen het draaipunt en de lijn waarlangs de kracht werkt. De eenheid is newtonmeter (N·m). Hoe groter het moment, hoe sterker de kracht iets laat draaien.

Wat zegt de hefboomwet?

Een hefboom is in evenwicht als het moment linksom even groot is als het moment rechtsom: F₁ × r₁ = F₂ × r₂. Een kleine kracht met een lange arm houdt zo een grote kracht met een korte arm in evenwicht.

Waarom is een lange sleutel makkelijker dan een korte?

Omdat de arm langer is. Heeft een bout 60 newtonmeter nodig, dan moet je met een sleutel van 20 centimeter 300 newton trekken, en met een sleutel van 50 centimeter maar 120 newton. Het moment is hetzelfde, de kracht niet.

Hoe bereken je de kracht op een flesopener?

Met de hefboomwet. De dop vraagt 40 newton op 1,0 centimeter van het draaipunt; jouw hand zit 10 centimeter verderop. Dan geldt 40 N × 1,0 cm = F × 10 cm, dus F = 4,0 newton.

Moet je de arm in meter omrekenen?

Bij de hefboomwet niet, zolang je aan beide kanten dezelfde eenheid gebruikt: de centimeters vallen tegen elkaar weg. Wil je het moment zelf weten in newtonmeter, dan reken je de arm wel eerst om naar meter.

Hierna: hoe je alle krachten op iets bij elkaar optelt. Dat staat in de video over de resulterende kracht op dit kanaal.

Deze video krijgt geluidssporen en ondertiteling in meer talen. Kies je taal in de speler onder het tandwiel, bij Audiospoor en bij Ondertiteling.

Physics with Thomas: uitleg met beeld waar het iets toevoegt, en zonder beeld waar het afleidt.

In deze serie

Even voorstellen

Thomas Schuurmans

Mijn naam is Thomas Schuurmans, en ik heb een passie voor natuurkunde en voor begrijpen waarom dingen werken zoals ze werken. Wat ik wil, is jonge mensen aanmoedigen om vaker “waarom is dat?” en “hoe werkt dat?” te vragen, en ze de handvatten van de natuurkunde geven op een manier die makkelijk is en die je kunt zien.

Ik ben in 2003 afgestudeerd in Technische Natuurkunde aan de Technische Universiteit Delft. Daarna werkte ik ruim twintig jaar buiten het onderwijs: eerst bij TNO, daarna bij een ontwerpbureau, en uiteindelijk als oprichter van Proportion Global, waarmee ik aan innovatievraagstukken werk in Afrika, Latijns-Amerika en Zuid-Azië. Dat werk lijkt meer op natuurkunde dan je zou denken: niet beginnen bij een oplossing, maar eerst begrijpen wat er aan de hand is, iets proberen, fout zitten, en opnieuw kijken.

Proportion Global werkt inmiddels met een netwerk van lokale consultants in 67 landen, dus ik hoef zelf bijna niet meer te reizen. Hierdoor heb ik nu meer tijd en behoefte om ook dichter bij huis een verschil te maken. Daarom heb ik mijn oude liefde voor natuurkunde weer opgepakt. Sinds september 2026 ben ik twee ochtenden per week natuurkundedocent op het Cartesius Lyceum in Amsterdam, in de derde en vierde klas havo/vwo.

Zelf ben ik erg visueel ingesteld als ik nieuwe dingen wil leren. Daaruit is het idee geboren: video's die één onderwerp scherp en visueel uitleggen, in een paar minuten. Ik maak ze voor mijn eigen leerlingen. Daarna zet ik ze openbaar online, want goede uitleg hoort beschikbaar te zijn voor iedereen die hem nodig heeft, waar je ook woont en in welke taal je denkt en spreekt.