4vwo H2 Beweging - Uitleg en oefenen voor toets - 22-1-2021

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Planning

Bespreken opgaven uit Zelftoets 1:

2, 3 en 5

Aanvullende opgaven maken bij deze opgaven

2. Badmintonshuttle

Badmintonshuttle wordt recht omhoog geslagen en komt met 5,0 m/s weer op de grond.

Toon m.b.v. het diagram aan dat de gemiddelde vertraging bij het omhooggaan meer dan 9,81 m/s² is.

Aanpak

- grafiek analyseren

- formule voor versnelling weten

- wat kan je met een raaklijn in een h,t-diagram ?

- Is het logisch dat de vertraging groter is dan 9,81 m/s²

Uitwerking

2. Badmintonshuttle

Badmintonshuttle wordt recht omhoog geslagen en komt met 5,0 m/s weer op de grond.

Toon m.b.v. het diagram aan dat de gemiddelde vertraging bij het omlaaggaan minder dan 9,81 m/s² is.

2. Badmintonshuttle

2. Badmintonshuttle

Wat kan je nog meer uitrekenen met dit
h,t-diagram?

Bereken de gemiddelde snelheid
bij het naar boven gaan

Badmintonshuttle extra: gemiddelde snelheid bij het naar boven gaan

3. Vissen vangen

Bereken hoe lang het duurt voor je bij een vrije val een snelheid van 100 km/h hebt bereikt.

Aanpak: 
- Wat is een vrije val?

- Welke gegevens heb ik? Welke formules ken ik waar de tijd in voorkomt? Welke kan ik gebruiken?

Uitwerking 

3. Vissen vangen

Bereken vanaf welke hoogte je moet vallen bij een vrije val om een snelheid van 100 km/h ( = 27,8 m/s) te bereiken.

Aanpak: 

Welke gegevens heb ik? Welke formules ken ik waar de afstand in voorkomt? Welke kan ik gebruiken? Welke formules heb ik nog meer nodig?

Uitwerking

snelheid is niet constant, dus h = v_gem x t

constante versnelling, dus v_gem = (v_begin + v_eind)/2

t  hebben we bij vorige vraag berekend: t = 2,83 s

v_gem = 27,8/2 = 13,9 m/s

h = 13,9 x 2,83 = 39,3 m

3. Vissen vangen

In de opgave stond dat  een zeevogel zich van een hoogte van 30 m recht naar beneden laat vallen. Hij geeft met zijn vleugels extra kracht naar beneden en haalt dan een eindsnelheid van 100 km/h. 

Wat kunnen we uit de antwoorden van de opgaven concluderen?

De gemiddelde versnelling van de zeevogel is

1. gelijk aan g
2. kleiner dan g
3. groter dan g
4. Je kunt hier niets over zeggen

5. Schijf wegschieten

Met de katapult schieten ze een schijf van 350 g horizontaal weg over een vloer (zie het (v,t)-diagram van de schijf).

Op de schijf werken tijdens het wegschieten twee krachten: de veerkracht van het elastiek en de schuifwrijvingskracht tussen de schijf en de vloer. De luchtweerstandskracht is verwaarloosbaar.

De ‘afschietperiode’ is de tijdsduur vanaf het loslaten van de schijf tot het moment dat de schijf geen contact meer heeft met het elastiek. Vanaf dat moment is de veerkracht van het elastiek nul.

Grafiek analyseren

v,t-diagram
steilheid grafiek --> a en dus F_netto

tot t = 0,42 s neemt v toe: versnelling

na t = 0,42 s neemt v af: vertraging 

vanaf t = 0 steeds minder steil, dus a (en F_netto) wordt steeds kleiner

5. Schijf wegschieten

Wanneer is de resulterende kracht op de schijf maximaal ?

Wat kun je zeggen over de richting van de resulterende kracht na de afschietperiode ?

De resulterende kracht is maximaal

1. op t = 0 s (begin)
2. op t = 0,1 s (na de start)
3. op t = 0,42 s (v is maximaal

Wat kun je zeggen over de resulterende kracht na de afschietperiode?

5. Schijf wegschieten

Wat kun je zeggen over de richting van de resulterende kracht na de afschietperiode ?

In de tekst stond: De ‘afschietperiode’ is de tijdsduur vanaf het loslaten van de schijf tot het moment dat de schijf geen contact meer heeft met het elastiek. 

Wat betekent dat laatste?  

Welke krachten werken er dan?

Zien we de periode na het afschieten in het v,t-diagram?

5. Schijf wegschieten

De snelheid van de schijf is maximaal op
t = 0,42 s.
Hoe groot is de versnelling van de schijf op dat moment ?

Welke richting heeft de veerkracht op dat moment?

5. Schijf wegschieten

Bepaal de maximale versnelling van de schijf 

De maximale snelheid is

Maximale snelheid

Raaklijn op steilste deel: op t = 0 s

5. Schijf wegschieten

Bepaal de afstand die de schijf heeft afgelegd tussen t = 0,0 s en  t = 0,20 s.

Afstand die de schijf heeft afgelegd

5. Schijf wegschieten

afstand = oppervlakte onder v,t-diagram:

opp driehoek bij t = 0,2 s - opp  1 hokje:

s = 1/2 x 1,40 x 0,20 - 0,10 x 0,050 = 0,135 m = 0,14 m

Stel hier je vragen