Polsstokspringen - fierljeppen

Onderwerp: Arbeid en energie, Kracht en beweging

Een opgave uit het tijdschrift Exaktueel. Jaargang 19, nummer 68, rubriek Mechanica

Opgaven

a) Geef alle energieomzettingen die plaatsvinden tijdens de sprong.

Navraag bij de Polsstokbond Holland (www.pbholland.com) levert dat de massa van een polsstok gemiddeld 30 kg is.
In de volgende opgaven nemen we aan dat de ljepper 70 kg weegt. De massa van de polsstok is dus niet verwaarloosbaar.
Neem eerst even aan dat de ljepper niet omhoog klimt tijdens de sprong.
Ga er in de volgende opgaven van uit dat het zwaartepunt van de springer zich ter hoogte van zijn navel bevindt.

b) Geef in de figuur hierboven de zwaartepunten aan van de springer en van de polsstok. Doe dit voor de situatie net na de insprong en op het hoogste punt. Bedenk dat de springer in de figuur op het hoogste punt waarschijnlijk al omhoog geklommen is, je mag hier dus niet uitgaan van de getekende springer.
c) Bepaal uit de hoogtetoename van de zwaartepunten de minimale aanloopsnelheid die ljepper moet hebben om tijdens de sprong niet terug te vallen.

Ga er nu vanuit dat de ljepper wel langs de polsstok omhoog klimt tijdens de sprong.
Tijdens het eerste gedeelte van de sprong wordt de snelheid van de springer steeds kleiner totdat hij het dode punt bereikt. Doordat hij omhoogklimt versterkt hij dit nog eens: de snelheid neemt dus sneller af.

d) Leg uit hoe dit komt. Gebruik in je antwoord de begrippen kinetische energie en hoeksnelheid.
e) Moet zijn aanloopsnelheid dan hetzelfde, groter of kleiner zijn in vergelijking met de snelheid die je bij vraag c hebt bepaald?
f) Leg uit waarom de aanloopsnelheid ook weer niet te groot mag zijn.
g) Maak een overzicht voor beginnende fierljeppers waarin je aangeeft wat er fout gaat als
  • de aanloopsnelheid te klein is
  • de aanloopsnelheid te groot is
  • je vroeg begint met klimmen
  • je te laat begint met klimmen
  • je snel klimt
  • je te langzaam klimt

Tot nu toe is geen rekening gehouden met de weerstand van het water. Deze mag echter niet verwaarloosd worden.

h) Leg uit wat dit betekent voor de aanloopsnelheid in vergelijking met het antwoord van vraag c.

Dankzij de weerstand van het water springen fierljeppers verder. Daarom zijn zij altijd op zoek naar de maximaal toegestane diepte van 2 meter.

i) Leg uit zo goed mogelijk uit waarom dit zo is.