Icon up Overzicht

Sporten

Onderwerp: Kracht in evenwichtssituaties, Modelleren, Rechtlijnige beweging

In alle sporten komt veel natuurkunde voor. In deze opgave wordt gekeken naar een aantal gebeurtenissen die voorkomen bij tennis en voetbal. Ook wordt er een poging gedaan om een eenvoudig numeriek model op te stellen. Met een numeriek model kan tamelijk eenvoudig de invloed van de luchtweerstand op de beweging van een bal worden bekeken. Gebruik de bronnen als je vastloopt of meer gegevens nodig hebt.

Luchtwrijving? Je hoeft bij de onderdelen TENNIS en VOETBAL de wrijving die de bal ondervindt als gevolg van de luchtwrijving niet in je berekening mee te nemen. Daardoor komt de uitkomst van je berekening niet helemaal overeen met de werkelijkeheid. Later in de opgave komen we daar op terug.

Tennis

Lyndsay Davenport slaat op en dat gaat best hard...

Thea serveert. De bal heeft een contacttijd van 40 ms. De bal verlaat het racket met een snelheid van 108 m/s.

a) Bereken de versnelling van de bal tijdens het serveren.

Voetbal

Aan de faculteit voor bewegingswetenschappen aan de universiteit van Wales Swansea onderzoekt men o.a. hoe de beweging van een voetballer die een strafschop neemt verraadt in welke hoek hij mikt. In dit onderzoek wordt o.a. gefilmd hoe een proefpersoon een penalty te schiet. beeldmateriaal van de University of Wales Swansea.

Elja zit op voetbal. Ze neemt een strafschop. De bal ondervindt tijdens de trap een versnelling van 500 m/s2 en verlaat de schoen richting rechterhoek met een snelheid van 90 km/h.

b) Bereken de contacttijd van de voet met de bal.

c) Bereken hoeveel tijd de keeper heeft om te reageren.

d) Benader met behulp van een bron hoeveel tijd de keeper na aftrek van de reactietijd over heeft om te handelen?

Luchtwrijving in beeld

Met behulp van een numeriek model kun je het verloop van de snelheid van de bal in de loop van tijd eenvoudig doorrekenen. Het is vervolgens ook eenvoudig om de invloed van de luchtwrijving in te onderzoeken.

e) Schrijf een numeriek model waarmee je een realistische kijk krijgt op de snelheidsontwikkeling van de voetbal tijdens zijn vlucht naar het doel. Het is voldoende als je alleen de horizontale richting onderzoekt. Het schot is immers zo hard dat er spreke is van een streep!

Denk na! Is het echt zo dat na het nemen van de penalty de luchtweerstand de enige kracht is die de horizontale beweging van de bal beinvloedt?