Stuiteren en snelheid

Rickie stelde deze vraag op 03 juni 2011 om 14:20.

Hallo,

Ik heb een soortgelijke vraag als Trude. Alleen snapte ik de antwoorden die op haar post werden gegeven niet helemaal, dus ik dacht laat ik zelf ook nog eens wat posten. Ik hoop dat het niet te veel moeite kost het mij ook nog eens duidelijk te maken...

We hebben een bal (stuiter of pingpong) laten vallen op een harde ondergrond. Dit vanaf 2 mater. De bal stuiterde toen 1,07 m terug. De stuitfactor hebben we toen berekend met h1/h0 -> 1,07/2,00=0,535. Vervolgens hebben we met IP-coach de snelheid voor en de snelheid na het stuiteren bepaald. Voor het stuiteren was de snelheid 4,02 m/s en na het stuiteren was de snelheid 3,51 m/s. De snelheidsfactor is dus 3,51/4,02=0,873.

NU moeten we de vraag beantwoorden of de snelheidsfactor gelijk is aan de stuitfactor. Dit is niet het geval. Hoorde dat officieel wel zo te zijn maar is dat niet gelukt door onnauwkeurigheid en meetfouten, of hoort dat niet zo te zijn en hebben wij het dus goed gedaan? En waarom?

Als je dat niet zo kan beantwoorden, hoe is het dan uit te rekenen? (omdat je natuurlijk wle met verschillende groot- en eenheden werkt)

Bij voorbaat dank voor een reactie!

Groetjes Rickie

Reacties

Jan op 03 juni 2011 om 14:30

Dag Rickie,

zie mijn laatste reactie aldaar.

http://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/view.do?request.requestId=30001

Je metingen komen ruwweg overeen met wat Trude vond. Het gaat om de redenen voor die verschillen, niet om een geheel apart probleem. Laten we dat bij elkaar houden, voordat helpers tweemaal dezelfde vragen moeten gaan beantwoorden, en zo kunnen Trude en jij ook elkaar helpen.

Groet, Jan

Rickie op 03 juni 2011 om 14:38

OKé, bedankt!

darryl op 11 juni 2011 om 15:01

ik moet voor mijn PO een zo duidelijk mogelijk antwoord geven op de vraag waarom een tennisbal na een paar keer stuiteren helemaal stil ligt, terwijl de tennisbal na elke stuiter een fractie van zijn kinetische energie kwijt raakt.
Dit zou betekenen dat de bal nooit zou stil liggen.

alvast bedankt voor u reactie

Darryl

Natasja op 11 juni 2011 om 16:27

Hallo,

Dat de bal bij elke stuit een fractie van zijn kinetische energie kwijtraakt betkent toch juist dat hij uiteindelijk wel stil komt te liggen? Na elke stuit komt de bal minder hoog, totdat hij uiteindelijk stil ligt. 

Gr. Natasja

 

Natasja op 11 juni 2011 om 17:11

Hallo,

Ik heb zelf ook nog een vraag:

Ik heb een opdracht gemaakt, maar ik ben niet zeker van mijn laatste antwoord (vraag d).

Dit is de opdracht:

Een kogeltje valt vanaf een bepaalde hoogte op een glazen plaat. In het diagram (zie bijlage) is weergegeven hoe de kinetische energie van het kogeltje verandert met de hoogte. De wrijving met de lucht wordt verwaarloosd. Lijn 1 geeft Ek weer voor het stuiteren, lijn 2 geeft Ek weer na het stuiteren. 

a. Bepaal vanaf welke hoogte het kogeltje is losgelaten.

= 1,2 m

b. Teken in het diagram het verloop van Ez voor het stuiteren als functie van de hoogte.

Zie bijlage

c. Bepaal de massa van het kogeltje.

Ez = m x g x h

1,0 = m x 9,81 x 1,2

1,0 = m x 11,772

m = 1,0 / 11,772 = 0,085 kg = 85 gram

d. Bepaal de warmte die tijdens het stuiteren is ontstaan.

De luchtwrijving wordt verwaarloosd, dus daar hoef je geen rekening mee te houden. Ik heb als antwoord 1,0 - 0,8 = 0,2 J.

Maar ik weet niet of dit goed is, misschien denk ik te makkelijk? (vaak denk ik te moeilijk, maar goed...)

Kan iemand mij hierbij helpen?

Alvast bedankt,

Gr. Natasja 

Bijlagen:

Theo op 11 juni 2011 om 18:01

Lijkt me helemaal goed. Energie constant, dus Ez = Etot - Ekin.

Na de stuitering is er ineens 0,2J "zoek" in de potentiele/kinetische energie zoals je opmerkt en "dus" is die energie ergens anders heen (warmte, vervorming van glas en kogel - uiteindelijk wordt dat meestal ook warmte).

 

darryl op 11 juni 2011 om 19:13

snap ik maar stel elke keer halveerd de kinetische energie.
Dan blijft hij delen en zal het nooit precies nul worden want hij blijft altijd delen door 2.
Is het na een tijdje dan zo klein dat het te verwaarlozen is?

Natasja op 11 juni 2011 om 19:23

Bedankt!

Natasja op 11 juni 2011 om 19:35

Wat is de opdracht dan precies?

Kan het zo zijn dat die gehalveerde energie ook nog uit andere energie-soorten bestaat dan alleen kinetische energie? Moet je ook iets met de luchtwrijving doen, of alleen met de warmte die tijdens het stuiten vrijkomt?

Ik zou het verder ook niet weten....

(Ben ook (maar) een student)

Gr. Natasja

 

 

darryl op 11 juni 2011 om 20:48

waarom een bal als altijd een vaste fractie van zijn kinetische energie per stuiter verloren gaat de bal toch na een bepaalde tijd helemaal stil ligt.
Wiskundig zou hij nooit helemaal stil liggen, maar waarschijnlijk is het uiteindelijk te verwaarlozen.
Ik moet het zo duidelijk uitleggen. 

Natasja op 11 juni 2011 om 22:00

De zwaarte-energie wordt niet volledig omgezet in kinetische energie, maar ook in warmte-energie, daardoor wordt de kinetische energie steeds gedeeld door 2. En ik denk dat daarnaast de luchtwrijving ervoor zorgt dat (de kinetische energie nog meer afneemt en) de bal uiteindelijk stil blijft liggen. 

1/2 mv^2 = Q + andere vormen van energie (o.a. luchtwrijving)

Maar misschien weet iemand anders hier een beter antwoord op?

Succes verder!

Gr. Natasja

Jan op 11 juni 2011 om 22:06

darryl, 11 jun 2011

ik moet voor mijn PO een zo duidelijk mogelijk antwoord geven op de vraag waarom een tennisbal na een paar keer stuiteren helemaal stil ligt, terwijl de tennisbal na elke stuiter een fractie van zijn kinetische energie kwijt raakt.
Dit zou betekenen dat de bal nooit zou stil liggen.

Darryl

Dag Darryl,

Ik heb geen kant en klaar antwoord voor je.

In eerste instantie zit ik te denken aan het feit dat een stuiterbal geen lineaire en ideale veer is (ideale veren met een werkelijk constante veerconstante vanaf indrukking 0 tot max bestaan trouwens ook alleen maar in theorie). Zodra de beweging verandert gaat zoiets als een "stuitfactor" ook minstens een beetje veranderen.  En zelfs al zou je netjes bij elke stuit 80% van de energie overhouden, dan is er na 20 x ideaal stuiten evengoed nog maar 1% van de energie over. Nemen we dat nog waar, of is de bal dan misschien alleen nog maar onzichtbaar inwendig aan het verderstuiteren?

In tweede instantie zit ik te denken aan hysterese. Dat wil zeggen dat de grafiek van kracht tegen indrukking er anders uitziet afhankelijk van de vraag of je het INveren (loading)bekijkt of het UITveren (unloading).



 Dat is dan zo'n stukje extra theorie -bovenop die ideale veer- dat een deel verklaart van het energieverlies dat in die stuitfactor tot uitdrukking komt, maar dat zou ook nog andere gevolgen kunnen hebben misschien.

Dat treedt bijvoorbeeld niet alleen op in de bal, ook in de ondergrond waar de bal op stuitert (actie = reactie). Het lijkt me dan niet onmogelijk dat er ergens in dat proces uit fase lopende krachten optreden, zoals bij een schommel die je steeds net op het verkeerde moment een duwtje geeft, en die daardoor minder gaat schommelen in plaats van meer. De duwer gaat daarbij dan eerder als "demper" optreden.

Het zou me niets verwonderen als hiernaar al eens interessante wetenschappelijke onderzoeken zijn gedaan, die in de vakliteratuur (journals) terug te vinden moeten zijn. Als iemand in die journals eens een serieuze zoektocht start komt er vast van alles bovendrijven.  

"In theory, there is no difference between theory and practice. In practice, there is ......".

(Jan L A Van De Snepscheut)

Tja, theorie en praktijk...... Meestal komt dat omdat we een te sterk versimpelde theorie toepassen, of zelfs hele stukken theorie ter versimpeling weglaten.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft vijf appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)