Icon up Overzicht

Vliegende slang dankt zweefvermogen aan lichaamsacrobatiek

Onderwerp: Kracht en beweging

(vwo, kracht en beweging).

Een opgave uit het tijdschrift Exaktueel.

Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.

Opgave

Naar een artikel uit de NRC van 10 augustus 2002

Deze slang heeft een massa van 63 g en een lengte van 83 cm van snuit tot staartpunt. Het artikel biedt veel informatie over de beweging van de slang. Daardoor kun je deze opgave ook gebruiken om nog eens met mechanicaformules te oefenen (onderdelen b t/m f).

a) Maak een schets van de slang als hij omlaag hangt (ga er hierbij vanuit dat de slang voor ongeveer 80% van zijn totale lichaamslengte over de tak heenhangt).

b) Hoe groot ongeveer is de afstand waarover het zwaartepunt van het vrije deel van de slang verplaatst wordt tijdens de vertikale afzet?

c) Hoe groot ongeveer is de kracht waarmee de slang zich vertikaal afzette? Neem aan dat de beweging van het zwaartepunt eenparig versneld is.

d) Bereken met de gegevens uit het artikel hoe lang de vertikale afzet duurde.

e) In deze tijd kreeg de slang de in het artikel genoemde horizontale snelheid. Bereken de versnelling in horizontale richting.

f) Onder welke hoek richtte de slang zich op?

In het artikel is te lezen met welke horizontale snelheid de slang de tak verlaat, welke snelheid hij tijdens zijn vlucht bereikte, en hoe groot de zweef-ratio is. Om te weten hoe goed dit is, kijken we eerst hoe de uitkomsten zouden zijn voor een horizontaal met deze snelheid weggegooid projectiel.

g) Bereken de valtijd, de bereikte horizontale snelheid, bereikte horizontale afstand en de zweefratio voor het projectiel.

h) Zet de prestaties van de vliegende slang hiertegen af en verklaar de verschillen.

Uit de –schitterende!– videobeelden van Jake Socha van de sprong van een vliegende slang (www.flyingsnake.org) blijkt dat de slang net voor de afzet vertikaal omlaag hangt, afgezien van ongeveer een vijfde deel van zijn lengte waarmee hij zich aan de tak vasthoudt. En dan ineens duwt hij zijn vrij omlaag hangend deel bijna vertikaal omhoog. In het artikel lees je met welke versnelling dat gebeurt.