Icon up Overzicht

Wrijvingsexperimenten op de ijsbaan

Onderwerp: Arbeid en energie, Rechtlijnige beweging

Lucht- en rolwrijving (schuifwrijving, glijwrijving) zijn bij iedere snelheidssport van belang. Ook bij langebaan-schaatsen. Met enkele relatief eenvoudige experimenten die op iedere ijsbaan uit te voeren zijn is het mogelijk om een indruk te krijgen van enkele factoren die van invloed zijn op zowel luchtwrijving (frontale oppervlak, snelheid) als glijwrijving (ijs- en schaatskwaliteit). Alleen de invloed van de luchtdichtheid en de ijstemperatuur is moeilijk aan te tonen op de ijsbaan.

Voor een serie experimenten zijn leerlingen naar de IJsbaan gegaan. Deze experimenten passen uitstekend in het nieuwe Nina-examenprogramma omdat er voor de leerlingen sprake is van een duidelijke en herkenbare context. Het is leuk om te doen en de leerlingen steken er veel van op. Ze kunnen de metingen die ze doen en hun eigen ervaringen direct aan elkaar koppelen. Momenteel zijn vijf experimenten uitgewerkt en herhaaldelijk uitgevoerd door leerlingen (vooaral van het Sint-Joriscollege Eindhoven maar ook van het Augustinianum Eindhoven en het Beatrixcollege Tilburg). In dit artikel een impressie van elk van de vijf experimenten.

Achtergrondinformatie en beschrijvingen van het lesmateriaal voor deze opdrachten kunt u hier vinden.

Hoeveel kracht is er nodig om met een constante snelheid over het ijs te gaan?

Doorglijdafstand

In het eerste experiment wordt snelheid gemaakt op de schaats en vanaf een bepaald meetpunt wordt niet meer verder geschaatst. De schaatser blijft wel doorglijden en kan op deze manier nagaan hoe lang de beweging doorgaat. Als meetinstrumenten is een meetlint en een stopwatch voldoende, plus enkele pionnen om de afstanden te markeren.

Glijwrijving

In het tweede experiment wordt de glijwrijving bepaald. Van een schaatser wordt het oppervlakte bepaald en vervolgens wordt deze schaatser over het ijs voortgetrokken met een constant snelheid. Met een veerunster wordt gemeten welke kracht daarvoor nodig is.

Plaats-tijdgrafieken

Bij metingen over krachten heb je het uiteraard vooral over versnellingen. Gegevens over snelheid en versnelling kun je krijgen door goede meetwaardes te nemen voor plaats en afstand. Je kunt dat op verschillende manieren doen: volledig handmatig of met behulp van sensoren diede tijd registreren op vooraf bepaalde afstanden. Het is ook mogelijk om metingen volledig automatic te doen, bijvoorbeeld met afstandsesnor aangesloten op een PC of met behulp van videometen. In onderstaande filmpjes worden al deze methoden getoond.

Rechtstreeks bepalen van een plaats-tijdgrafiek met behulp van afstandsensor en Coach software

Lesmateriaal

Voor meer informatie en aanvragen van beschrijvingen kunt u hier terecht.