Een softbal wordt met een knuppel weggeslagen. Men heeft van de klap een ultrasnelle video-opname gemaakt, waarbij per seconde 454 beeldjes werden opgenomen. Met behulp van Coach-videometen is de beweging in y-richting van de bal gemeten. Het resultaat staat in de grafiek hieronder. De massa van de softbal is 192 gram.
- Bepaal de impulsverandering van de bal.
- Uit de video blijkt dat op slechts één beeldje er echt contact is te zien tussen de knuppel en de bal. Geef op grond daarvan een schatting van de kracht die de knuppel op de bal heeft uitgeoefend.
We nemen aan dat de bal zuiver horizontaal wordt weggeslagen (in werkelijkheid zal dat zeker niet het geval geweest zijn). De hoogte boven de grond is 1,20 (m). Wrijving is te verwaarlozen
- Bereken na hoeveel meter de bal de grond treft.
- Bereken met welke snelheid de bal de grond treft (geef grootte én richting).
Uitwerkingen
Klik op de uitwerking naar keuze.
Uitwerking bij vraag (a)
Vóór de klap was de snelheid 10 m/s (bepaal de helling van de lijn). Na de klap is de snelheid – 36 m/s. Impuls na: pna = m*vna = 0,192*- 36 = - 69 N.s Impuls voor: pvoor = m*vvoor = 0,192*10 = 19 N.s. De impulsverandering is pna – pvoor = -69 – 19 = - 88 N.s.
Uitwerking bij vraag (b)
Stoot = F*∆t = verandering van impuls. De tijdsduur van het contact is ongeveer
Uiwerkking bij vraag (c)
In y-richting is de beweging een vrije val:
In x-richting is de beweging eenparig:x(t) = v*t = 36*0,495 = 18 m
Uitwerking bij vraag (d)
De snelheid in x-richting is en blijft 36 m/s De snelheid in y-richting reken je uit met:
Met de stelling van Pythagoras vind je voor de grootte van de snelheid:
En de richting vind je met:
