Opgave
Dat is nog eens een mooi artikel: sport en natuurkunde ineen! Er staat in het artikel een heleboel natuurkunde, vooral mechanica. Maar in het artikel wordt niets uitgerekend en er worden geen formules genoemd. Dat gaan we nu doen.
a) Geef de formule voor de (tweede) wet van Newton en de formule waarmee je de versnelling kunt uitrekenen.
b) 'Actie is reactie' zei Newton al. Druk deze spreuk uit in een formule. Is het besproken effect van de bal op de knuppel te minimaliseren door een zwaardere knuppel te gebruiken?
c) In het artikel staan de snelheden van de aangegooide en de weggeslagen bal genoemd. Ga uit van een contacttijd van éénduizendste seconde. Bereken de versnelling die de bal krijgt.
d) Zoek uit hoe groot de massa van een honkbal is en bereken daarmee de kracht van de knuppel op de bal. Komt je antwoord overeen met de kracht van een paar duizend kilo?
e) Leg in je eigen woorden uit wat de sweet spot van een honkbalknuppel is en waarom deze belangrijk is.
Uitwerking vraag (a)
• F = m . a;
• a = Δv / Δt
Uitwerking vraag (b)
• F knuppel op de bal = F bal op de knuppel
De krachten zijn gelijk maar tegengesteld. Door de knuppel zwaarder te maken, verander je niet de kracht maar wel de terugslaande versnelling: hoe groter de massa, hoe kleiner die versnelling.
Uitwerking vraag (c)
• vb = 100 km/h = 27,8 m/s;
• ve =170 km/h = 47,2 m/s
• Δv = 47,5 – (- 27,8) = 75 m/s;
• a = 75 / 0,001= 75.103 m/s2
Uitwerking vraag (d)
• m = 145 g = 0,145 kg;
• F = m.a = 0,145 . 75. 103 = 11 kN,
dat komt ongeveer overeen met de zwaartekracht op 1100 kg, dus de bewering in het artikel klopt.
Uitwerking vraag (e)
Als de bal de knuppel daar raakt gaat de knuppel niet trillen, omdat het punt precies een knoop is van de staande golf die in de knuppel zou ontstaan. Er gaat zo geen energie verloren aan het trillen van de knuppel.