po stuiterende ballen
rick stelde deze vraag op 02 juni 2010 om 16:05.ik moet een PO maken en dan gaat het over de vragen hieronder, maar ik snap vraag 4 niet, kunt u die misschien oplossen???? (grafiek staat in de bijlage)
vr.gr. rick
Inleiding
Als je een bal laat vallen, zal hij veelal eerst een aantal keren stuiteren voordat hij stil komt te liggen. Hierbij kan je je allerlei vragen stellen, zoals:
Hoe vaak stuitert de bal voordat hij stil ligt?
Hoeveel energie verliest hij tijdens elk contact met de grond en tijdens de vlucht?
Hoe hangt het energieverlies af van soort bal, starthoogte, ... ?
Wat te doen?
Vorm een tweetal. Om je in het onderwerp te verdiepen, maak je eerst onderstaande vragen. Maak een filmpje van een stuiterende bal met Videometen Coach 6 en een webcam.
Maak hierbij goede (h,t)- en (v,t)-grafieken.
Beantwoord aan de hand van je resultaten deze onderzoeksvragen:
Hoe groot is de versnelling die de bal in de lucht ondervindt?
Wat is het verband tussen de snelheid waarmee de bal de grond raakt en de energie die daarbij in warmte wordt omgezet? Dit energie‘verlies' bepaal je zowel in Joules als in procenten.
Hangt het snelheidverlies f =vop/vneer af van de snelheid waarmee de bal de grond raakt?
Kijk op ItsLearning voor aanwijzingen over o.a. nauwkeurigheid en de opbouw van verslagen. Beschrijving van theorie en verklaring van de resultaten mogen niet ontbreken. In je PTA vind je hoeveel tijd je dient te besteden aan deze PO.
Wat lever je in?
Je maakt een verslag (één word-bestand), waarin je al je bezigheden presenteert. Eén van de bijlagen is een informatief logboek. De inleverdatum vind je op ItsLearning. Je werk wordt beoordeeld op verslaglegging (kort, volledig, netjes), juistheid en niveau. De opdracht lever je in op Its Learning
Opgave 1 Een stuitende pingpong bal.
Als je een pingpong bal verticaal op tafel laat vallen, stuitert hij een aantal keer voordat hij stil ligt.
1.Helaas is zo'n pingpong bal geen perpetuum mobile! Leg uit waarom niet.
Eén van de twee effecten die de pingpong bal 'uitput' is dat de botsing met de tafel niet volkomen elastisch is. Hierdoor is de (absolute waarde van de) snelheid bij het terug stuiten een fractie f
(0 < f < 1) van de snelheid waarmee de bal neerkomt.
Om de gedachten te bepalen volgen hieronder drie x-t diagrammen, gemaakt met de modelomgeving van Coach. Ze geven het ideale wrijvingsloze geval, de niet-elastische botsing en het realistische geval weer.
2. Kies met uitleg welk diagram bij welk geval hoort.
3. Bereken wanneer de bal voor het eerst (na de val over een 0,5 m) op de tafel komt in het geval de luchtwrijving verwaarloosbaar is.
In onderstaande figuur 4 wordt het x-t diagram nog een keer in detail weergegeven.
4. Bepaal uit het diagram de factor f=vop/vneer met behulp van beide snelheden op x=0,0 m.
5.Bereken de stoot die het balletje op dat moment van de tafel ondervindt, als de massa van het balletje 2,0 g bedraagt. (De stoot is het product van botskracht en botstijd. Er geldt F?t = m?Δv)
6. Wat is dan het energieverlies bij de niet-elastische botsing op de tafel?
7. Bepaal ter vergelijking hoeveel energie het balletje tussen t=0,0 s en t=0,56 s, dus tussen het eerste en tweede 'hoogste punt', verloren heeft.
Waardoor verschilt je antwoord met dat van vraag 6?
De luchtwrijving op het balletje vlak voordat het de eerste keer neerkomt is gelijk aan 2,84x10-3 N.
8. Waarom zal dit de grootste luchtwrijving zijn die het balletje tijdens de beweging voelt?
9. Bereken de versnelling die het balletje op dat moment ondervindt.
Tafeltennis
In de figuur hiernaast wordt gedurende een tijd van twee seconde de snelheid van een verticaal stuiterend pingpongballetje weergegeven in een (v-t)-diagram.
10. Verklaar het verloop van de grafiek in woorden.
11. Hoe kun je aan de grafiek zien dat men het balletje heeft laten vallen, en niet omhoog of omlaag gegooid heeft?
12. Vanaf welke hoogte heeft men het balletje laten vallen?
13. Waarom zijn de schuine lijnen in de grafiek evenwijdig aan elkaar?
14. Bepaal uit de grafiek of het balletje een merkbare luchtwrijving ondervindt. Bepaal daartoe eerst de versnelling die het balletje in de lucht ondervindt.
Ook vind je een diagram van de kinetische energie en de totale energie van deze beweging.
15. Geef met uitleg aan welke lijn of kromme bij welke energie hoort. Neem daarvoor de grafiek eerst globaal over, zonder schaalverdeling.
15. Verklaar de trapfiguur.
16. Wat is de betekenis van de nulpunten in de grafiek?
17. Schets de grafiek van de zwaarte-energie in dezelfde figuur.