Intro Hoofdstuk 5 Bewegen - Paragraaf 5.1 - Bewegingen vastleggen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo k, g, t
• Leerjaar 2

5.1 Bewegeningen vastleggen

Leerdoelen

5.1.1 Je kunt uitleggen op welke manieren je een beweging vast kunt leggen.

5.1.2 Je kunt uitleggen hoe je een stroboscopische foto maakt.

5.1.3 Je kunt een afstand-tijdtabel maken van een beweging van een voorwerp.

5.1.4 Je kunt een afstand-tijddiagram tekenen van een afstand-tijdtabel.

5.1.5 Je kunt een afstand-tijddiagram aflezen.

Introductie

Het is vaak moeilijk te zien hoe iemand of iets beweegt. Vooral snelle bewegingen zijn met het blote oog niet goed te volgen. Soms wil je toch graag weten hoe zo’n beweging verloopt. Daarom zijn er verschillende manieren bedacht om bewegingen vast te leggen.

Bewegingen fotograferen

Eén manier is de beweging met korte tussenpozen te fotograferen. Je krijgt dan een serie foto’s die elk één moment van de beweging laten zien. Als je een beweging filmt, doe je eigenlijk hetzelfde. Ook dan wordt de beweging vastgelegd in een serie beelden. Een videocamera maakt bijvoorbeeld dertig opnames per seconde.

Je kunt een beweging ook vastleggen door een stroboscopische foto te maken. Zo’n foto wordt gemaakt in een verduisterde ruimte, met als enige verlichting een stroboscooplamp. Dat is een apparaat dat met regelmatige tussenpozen een lichtflits geeft. De fotograaf laat de sluiter van het fototoestel tijdens de hele beweging openstaan. Elke keer dat de stroboscooplamp een lichtflits geeft, wordt er een moment van de beweging vastgelegd. Alle beelden komen op verschillende plaatsen in dezelfde foto terecht.

  

In afbeelding 1 zie je een stroboscopische foto van een bal die een helling afrolt. De tijd tussen twee flitsen is steeds hetzelfde. De beweging begint in punt A. Doordat de afstand tussen de gefotografeerde bal steeds groter wordt, weet je dat de bal steeds sneller naar beneden rolt.

Je kunt een beweging op verschillende manieren vastleggen.
Om op één beeld meerdere momentopnames vast te leggen, gebruik je

1. een flitser.
2. een stroboscooplamp
3. een tl-lamp
4. een videolamp

Een afstand-tijdtabel maken

Soms is het handig om een afstand-tijdtabel van een beweging te maken. Je kunt zo’n tabel maken aan de hand van een stroboscopische foto. Je moet dan wel weten:

• hoeveel tijd er tussen de lichtflitsen zit;

• hoe groot de afstanden op de foto in werkelijkheid zijn.

Om de afstand gemakkelijk te kunnen bepalen, staat er vaak ook een meetlat op de foto.

Wat moet je beslist weten als je van een stroboscopische foto een afstand-tijdtabel wilt
maken? Kies de twee juiste antwoorden.

1. de tijd tussen de flitsen
2. het aantal flitsen
3. het aantal foto’s
4. hoe groot de afstanden op de foto in werkelijkheid zijn

In afbeelding 1 is de tijdsduur tussen twee lichtflitsen een halve seconde (0,5 s). De afstanden kun je aflezen op de meetlat. Daarbij kijk je steeds naar de rechterkant van de bal.

De beweging begint bij A. Dus zet je in tabel 1 bij A: tijd = 0 s en afstand = 0 cm.

Dan lees je de afstand af tussen A en B. Dat is 3 cm. De bal heeft dus 3 cm afgelegd in 0,5 s. 

Je vult in bij B: tijd = 0,5 s en afstand = 3 cm.

Vervolgens lees je de afstand af tussen A en C. 

Je ziet dat de bal in 1,0 s een totale afstand heeft afgelegd van 10 cm. 

Je vult in bij C: tijd = 1,0 s en afstand = 10 cm.

Voorbeeld

Hier zie je een voorbeeld van een stroboscopische foto

Gegeven: de tijd tussen de flitsen is altijd 0,5 seconden

Voorbeeld

Hier zie je een voorbeeld van een stroboscopische foto

Gegeven: de tijd tussen de flitsen is altijd 0,5 seconden

We meten de afstand door naar de voorkant van de bal te kijken

I

I

I

Eerste stap van een afstand-tijdtabel maken: de tijd invullen

Er is gegeven dat er elke 0,5 

seconden en flits is, daarom 

ziet de afstand-tijdtabel er als

 volgt uit:

Hoeveel afstand heeft de bal afgelegd bij C?

I

1. 1 cm
2. 10 cm
3. 100 cm
4. 1 m

Hoeveel afstand heeft de bal afgelegd bij D?

I

1. 2,2 cm
2. 22 cm
3. 220 cm
4. 2,2 m

Een afstand-tijddiagram maken

Van een afstand-tijdtabel kun je een afstand-tijddiagram maken. Zo’n diagram maak je als volgt:

• Teken een assenstelsel, met de tijd langs de horizontale as (van links naar rechts) en de afstand langs de verticale as (van beneden naar boven).

• Teken de gegevens uit de tabel als punten in het assenstelsel.

• Teken een lijn die zo goed mogelijk aansluit bij de meetpunten. Dat kan een rechte of een kromme lijn zijn.

In afbeelding 2 zie je in het afstand-tijddiagram de grafiek van de beweging van de rollende bal in afbeelding 1. Je kunt nu bij elk tijdstip de bijbehorende afstand aflezen, en omgekeerd.

Een afstand-tijddiagram maken

Van een afstand-tijdtabel kun je een afstand-tijddiagram maken. Zo’n diagram maak je als volgt:

• Teken een assenstelsel, met de tijd langs de horizontale as (van links naar rechts) en de afstand langs de verticale as (van beneden naar boven).

• Teken de gegevens uit de tabel als punten in het assenstelsel.

• Teken een lijn die zo goed mogelijk aansluit bij de meetpunten. Dat kan een rechte of een kromme lijn zijn.

In afbeelding 2 zie je in het afstand-tijddiagram de grafiek van de beweging van de rollende bal in afbeelding 1. Je kunt nu bij elk tijdstip de bijbehorende afstand aflezen, en omgekeerd.

Jan-Peter maakt een afstand-tijddiagram van een beweging,
Wat moet hij nog langs de horizontale as zetten?

1. afstand (cm)
2. tijd (s)

De tijdsduur tussen twee lichtflitsen is 0,15 s.
Hoeveel seconden heeft de hele beweging geduurd (van het eerste tot het laatste
vastgelegde moment)?

1. 6 × 0,15 s = 0,9 s
2. 7 × 0,15 s = 1,05 s
3. 8 × 0,15 s = 1,2 s
4. 9 × 0,15 s = 1,35 s

Met een camera zijn de zes beelden in afbeelding 11 gemaakt. De camera maakt tien beelden per seconde. Hoelang duurt de beweging in afbeelding 11?

Aan deze beelden kun je geen metingen doen. Wat ontbreekt daarvoor?

Opdrachten maken

Wat: lees paragraaf 5.1 

Hoe: helemaal stil! muziek mag in! 

Hulp: Geen 

Tijd:  ???? minuten lang 

Huiswerk: opgave 1 tm 12 van paragraaf 5.1 

Klaar?: ga bezig met een ander vak!