Onderzoek naar beweging

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4

Hoofdstuk 2.1

Onderzoek naar beweging

Bewegingen vastleggen

• plaats,tijd-diagram
  
• videometen
• stroboscopische foto

verschil tussen plaats, verplaatsing en afgelegde weg

• je plaats is een soort van coordinaat
  
• de verplaatsing is het verschil in coordinaten
• de afgelegde weg is hoe je van de ene plaats naar de andere plaats bent gekomen

plaats

• bijv. Ik sta 5 m voor de muur
• of ik ben op 52,67 gr NB en 6,28 gr WL
  
• Joep staat op de Rode Steen

verplaatsing

• Ik stond 5 m voor de muur en nu 10 m voor de muur. De VERPLAATSING is dan 5 m, ongeacht (!!!) hoe je van 5 m naar
  10 m voor de muur bent gelopen.
• Dit doen we, voorlopig, 1-dimensionaal
• Engels: displacement

afgelegde weg

Ik stond 5 m voor de muur en nu 10 m voor de muur. De AFGELEGDE WEG is MINIMAAL 5 m.

Nu is het wel belangrijk hoe je bent verplaatst. 

Engels: distance

afspraken (aantekening)

• voor afgelegde weg gebruiken we s
• voor plaats gebruiken we x
• voor verplaatsing gebruiken we Δx (delta x)

Joep fiets langs een rechte weg 500 m van huis naar school.
Hoe groot is de afgelegde weg?

1. 0 m
2. 500 m
3. 1000 m

Joep fiets langs een rechte weg 500 m van huis naar school en weer terug.
Hoe groot is de verplaatsing?

1. 0 m
2. 500 m
3. 1000 m

Beweging

Gemiddelde snelheid

Hoofdstuk Beweging

Beweging - Gemiddelde snelheid

Beweging - Versnelling

Beweging - (x,t)-diagram

Beweging - (v,t)-diagram

Beweging - De raaklijn

Beweging - De oppervlaktemethode

Beweging - De valversnelling

Leerdoelen

Aan het eind van de les kan je...

... rekenen met gemiddelde snelheid

... verplaatsing en tijdstoename op de juiste manier toepassen

... rekenen van m/s naar km/h en vice versa

s = afgelegde weg

t  = tijd

Δx = verplaatsing

Δt  = tijd

v=​t​​s​​

v​gem​​=​Δt​​Δx​​=​t​2​​−t​1​​​​x​2​​−x​1​​​​

(Gemiddelde) Snelheid (aantekening)

Gemiddelde snelheid

Je hebt in het verleden de volgende formule geleerd voor de gemiddelde snelheid:

waarin:

v_gem = snelheid (m/s)

s      = afstand (m)

t      = tijd (s)

Voortaan gebruiken we geen letter s meer voor de afstand, maar het volgende symbool: Δx. Dus wordt de formule herschreven als:

waarin:

v_gem   = snelheid (m/s)

Δx      = afstandstoename (m)

Δt      = tijdstoename (s)

Het is beter om de letter s zo min mogelijk te gebruiken in de bovenbouw natuurkunde... 

v​gem​​=​t​​s​​

v​gem​​=​Δt​​Δx​​=​t​2​​−t​1​​​​x​2​​−x​1​​​​

Verplaatsing & tijdstoename

In de formule op de vorige sheet staan de grootheden Δx voor verplaatsing en Δt voor tijdstoename.

De verplaatsing (Δx) is de directe afstand tussen een locatie 1 (x₁) en een locatie 2 (x₂), zie afbeelding onder. 

De tijdstoename is de totaal verlopen tijd om van de verplaatsing te overbruggen tussen tijdstip 1 (t₁) en tijdstip 2 (t₂), zie afbeelding links. 

Hiernaast zie je 

een voorbeeld 

van een afgelegde 

weg door de Mars-

rover Opportunity 

door de tijd, 

waarin zowel Δx 

als Δt bepaald

kunnen worden.

Eenheid van snelheid

De SI-eenheid voor de snelheid is meter per seconde, maar in het dagelijks leven wordt ook vaak kilometer per uur gebruikt. Het is belangrijk dat we deze eenheden in elkaar om kunnen schrijven.

Stel we willen 80 km/h omrekenen naar m/s. We rekenen dan eerst kilometer per uur om naar meter per uur:

Daarna rekenen we meter per uur om naar meter per seconde:

Stel we willen 22 m/s omrekenen naar km/h. We rekenen dan eerst meter per seconde om naar meter per uur:

Dan rekenen we om naar kilometer per uur:

We kunnen ook gebruik maken van het volgende ezelsbruggetje:

80 km/h=80000 m/h

​60⋅60​​80000 m/h​​=22 m/s

22 m/s⋅60⋅60=80000 m/h

80000 m/h=80 km/h

Eenparige versnelling

Als een voorwerp in een constant tempo versnelt of vertraagt, dan spreken we van een eenparige versnelling. In dit geval kunnen we de gemiddelde snelheid ook als volgt uitrekenen:

waarin: 

v_gem = gemiddelde snelheid (m/s)

v_b     = beginsnelheid (m/s)

v_e     = eindsnelheid (m/s)

v​gem​​=​2​​v​b​​+v​e​​​​

Plaats bepalen

• Ultrasonde plaatssensor
  
• Lichtpoortje

ultrasone plaatssensor

Lichtpoortje