Icon up Overzicht

Stuiterende pingpongbal

Onderwerp: Gebruik van computer bij natuurkunde

Een pingpongballetje wordt vanuit stilstand losgelaten en stuitert enkele malen op een tafel. Van deze beweging is met behulp van videometen een plaats-tijdgrafiek gemaakt. Met behulp van deze video-meetgegevens kan de beweging worden geanalyseerd.

In onderstaande grafiek wordt de positie van de pingpongbal als functie van de tijd weergegeven. In de grafiek is te zien dat de bal start op een hoogte van 50 cm en voor het eerst stuitert rond het tijdstip t = 0,35 s.

De plaats-tijdgrafiek van de stuiterende pingpongbal

a) Bereken hoe groot de snelheid van de pingpongbal zou zijn bij het neerkomen voor de eerst stuiter, als we luchtwrijving helemaal kunnen verwaarlozen.

Het blijkt, met behulp van de raaklijnmethode, dat de snelheid bij het neerkomen voor het stuiteren in werkelijkheid gelijk is aan v = - 3,0 m/s. Na het stuiteren vertrekt het balletje weer omhoog met een iets lagere snelheid. De originele plaats-tijdgrafiek is ingezoomd rond deze stuiteractie.

De plaats-tijdgrafiek van de pingpongbal, ingezoomd rond het tijdstip waar het balletje voor het eerst stuitert

b) Bereken, met behulp van de gegevens van de ingezoomde grafiek, het percentage van de energie dat verloren gaat bij de eerste stuiterbeweging.

Door energieverlies ten gevolge van luchtwrijving en bij het stuiteren, gaat er tussen twee opeenvolgende hoogste punten telkens een bepaald percentage energie verloren.

c) Leg uit, op grond van de eerste grafiek van deze som, of dit percentage elke keer groter wordt, kleiner wordt of constant blijft.