dag Tirza,

Ik weet niet precies waar deze opdracht heen moet. 
We kunnen in elk geval niet zeggen dat iets valt MET 3,97 seconden. 
Ik neem aan dat je bedoelt dat dat eerste bakje in 3,97 s een bepaalde afstand aflegde. Met die wetenschap kun je dan de gemiddelde snelheid tijdens die val uitrekenen.

Je vertelt me niet precies de tekst van de opdracht, en nu zit ik dus een beetje vast. Vooral met wat er bedoeld wordt met "maximale valsnelheid".

Want alles wat valt zal steeds sneller vallen (valversnelling 9,8 m/s²), en zo is er eigenlijk geen maximale snelheid te bedenken of ik moet de sterrenkunde in en dan komen we aan een maximale valsnelheid van ongeveer 11 200 m/s, gelijk aan de zogenaamde ontsnappingssnelheid. 
Maar dat is vast niet de bedoeling van dit experiment.

Wat praktischer, alles wat op aarde valt zal op den duur  wel een maximale valsnelheid bereiken, omdat tijdens het vallen de luchtweerstand steeds groter wordt naarmate de snelheid toeneemt. Er komt zo een snelheid waarbij de luchtweerstand even groot is als de aantrekkingskracht, en dan is de nettokracht 0 N en zal het vallende voorwerp niet verder versnellen. Een regendruppel, van hoe hoog hij ook valt, zal daardoor nooit meer dan ongeveer 10 m/s halen (zeg maar ongeveer 36 km/h) . En een parachutist in vrije val, dus zonder parachute, haalt in de onderste lagen van de atmosfeer door die luchtweerstand nooit meer dan zo'n 50-60 m/s, zeg maar ergens zo rond de 200 km/h. En een veertje (kleine massa en grote luchtweerstand) haalt nog niet één meter per seconde. 

Maar ja, hebben jouw bakjes zo'n "terminal velocity" gehaald? Dat wil zeggen, zo'n snelheid die niet meer toenam bij verder vallen? 

Om verder te gaan en beter te snappen wat jouw proef bedoelt met "maximale valsnelheid" zullen we dus eerst precies moeten weten hoe je deze proef uitvoerde, bjivoorbeeld al, van welke hoogte je die bakjes liet vallen, en tussen welke hoogtes je de tijd hebt gemeten die je hierboven uittypte? En liefst eigenlijk, om alle misverstanden te voorkomen, de letterlijke tekst van je opdracht.

Groet, Jan

Hallo,

dit staat er op mijn blad:
Inleiding 
Vallende cupcake-vormpjes ondervinden een relatief grote luchtweerstand. dit zorgt er voor dat de vormpjes kort nadat zij worden losgelaten hun maximum snelheid bereiken. Voor de luchtweerstand gebruikje de formule Fw=k.A.v2

opdracht 1
a. Bepaal voor minstens 8 verschillende massa's de maximale valsnelheid. je kunt de massa van de cupjes vergroten door meerdere bakjes in elkaar te plaatsen.

---
Nou hebben wij cupcakevormpje met verschillende massas naar beneden laten vallen. We deden dat in het trappenhuis op onze school van 8,48 meter hoog

Goed, en jij hebt dus een tijd gemeten. 
En dat zal dus de tijd zijn over die 8,48 m neem ik aan?

In dat geval is een gemiddelde snelheid eenvoudig te berekenen door die afstand te delen door elke tijd. Alléén als je dan de beginperiode waarin de cupcakes nog versnellen verwaarloost heb je gelijk die "maximale valsnelheid". Eigenlijk had je beter de tijd over de laatste twee meter van de val kunnen bepalen, dan had je vijrwel zeker steeds gelijk de maximale valsnelheid gehad. 

Die is uiteraard per meting verschillend, want

• de zwaartekracht wordt steeds groter, rechtevenredig met de massa (=rechtevenredig met aantal cupcakevormpjes)
• de frontale oppervlakte A (dwz de doorsnede die je ziet als je van onder tegen zo'n vormpje aan kijkt) blijft naar ik aanneem gelijk
• de weerstandscoëfficiënt (Cw) van de vorm x de dichtheid van de lucht x ½ (samengevat in die factor "k") zal nagenoeg gelijk blijven

en dus, als de zwaartekracht 4 x zo groot wordt zou v² ook 4 x zo groot moeten worden en dus v 2 x zo groot. (en dus t 2 x zo klein).

dat zien we in je metingen niet zo mooi gebeuren. Moeten we verder op zoek naar de redenen daarvoor, of valt dat buiten de opdracht? 

Groet, Jan

bedankt voor je reactie jan, maar ik snap het nog steeds niet helemaal :S
Ik moet dus de gemiddelde snelheid uitrekenen? a=dV/dt? en dan?

Hier mijn verslag tot nu toe, misschien is dat duidelijker

mijn verslag, het bestand toevoegen ging niet goed

---
Theorie

Vallende cupcake-vormpjes hebben een relatief grote luchtweerstand. Hierdoor hebben de vormpjes kort nadat zij worden losgelaten hun maximum snelheid bereikt. Voor de luchtweerstandskracht geld de volgende formule: Fw = k.A.v2

In deze formule is A het effectieve frontale oppervlak, dat is het oppervlak dat ‘wind’ vangt. k is een constante die samenhangt met de dichtheid van lucht en de uitwendige vorm van het bakje.


Hypothese

Bij opdracht 1.a wordt gevraag om de valsnelheid van 8 verschillende massa’s te bepalen. Wij denken dat hoe meer vormpje we laten vallen, hoe grote de massa is en dus ook hoe sneller ze vallen. De valsnelheid is ook wel de gemiddelde snelheid, om te bereken met hoeveel meter per seconde het vormpje naar beneden valt gebruik je de formule V = S / t


Werkwijze

- Meet de 10 vormpjes en bepaal de massa, concludeer of ze alle tien dezelfde massa hebben.

- Laat ze dan, met 8 verschillende massa naar beneden vallen en bepaal voor elk de maximale valsnelheid. (V = S / t).

- Maak een grafiek met op de horizontale as een v2 en op de verticale as Fw. Gebruik de formule: Fw=k.A.v2.

- Bepaal met hulp van de richtingscoëfficiënt van deze grafiek de waarde van k voor deze vorm.

- Bepaal de waarde A één cupje

- Verfrommel een cupje tot een bolvormig propje met de diameter van ongeveer 2 cm. en bedenk een experiment waarmee je de k-waarde hiervan kunt bepalen en voer dit experiment uit.

- We hebben steeds de tijd die het cupje erover doet om de maximale snelheid te berekenen verwaarloosd. Is dit eigenlijk wel verantwoord? Bedenk een experiment waarmee je kunt bepalen hoelang het cupje er over doet om de maximale snelheid te bereiken en voer dit uit.


Waarnemingen en uitwerkingen

Opdracht 1

Bepaal voor minstens 8 verschillende massa’s de maximale valsnelheid. Je kunt de massa van de cupjes vergroten door meerdere bakjes in elkaar te plaatsen. Hierdoor verandert de uiterlijke vorm niet of nauwelijks.
Maak een grafiek met op de horizontale as v2 en op de verticale as Fw.
Bepaal met behulp van de richtingscoëfficiënt van deze grafiek de waarde van k voor deze vorm.

Opdracht 2

Bepaal de waarde A en de massa van één cupje

..


Opdracht 3

Verfrommel een cupje tot een bolvormig propje met een diameter van ongeveer 2 cm. Bedenk een experiment waarmee je de k-waarde hiervan kunt bepalen en voer dit experiment uit.

Wij dachten, wat nou als wij die propje nou ook naar beneden zouden laten vallen. Dit hebben we gedaan drie keer gedaan. De eerste keer deed het propje er 1,62 seconden over, de tweede keer deed het propje er 1,70 seconden over en de derde keer 1,65 seconden.


Opdracht 4

In het voorgaande hebben we steeds de tijd die het cupje er over doet om de maximale snelheid te bereiken verwaarloosd. De vraag is of dat eigenlijk wel verantwoord is. Bedenkt een experiment waarmee je kunt bepalen (bij een cupje) hoelang het cupje er over doet om de maximale snelheid te bereiken. ...


Conclusie en foutendiscussie

Onze conclusie is…


Evaluatie en aanbevelingen

Dorien en ik hebben een goede rolverdeling. Tijdens de proef en tijdens het maken van het verslag hadden we duidelijke afspraken over wie wat ging doen. Ik vond het leuk om met Dorien samen te werken. Ik heb niet echt verbeter punten.


Logboek

(opdracht 2)We zijn naar lokaal 2.15 waar 2 gevoelige weegschalen klaarstonden. Met een gevoelige weegschaal maten we een paar vormpje. We kwamen tot de conclusie dat de vormpjes allemaal even veel wegen, namelijk 0,7 gram.(opdracht 1) Daarna zij we naar de trap gegaan voor in school en heeft Dorien vanaf de 2de verdieping (zo’n 8,48 meter hoog) de vormpje, telkens in andere hoeveelheden naar beneden gegooid en heeft Tirza met de stopwatch de tijd van het vallen bijgehouden in een schema.

Van de onderstreepte tijden denken wij dat het niet helemaal goed is gegaan. Van de tweede keer dat we 3 vormpjes naar beneden gooiden weten we dat het niet helemaal goed is gegaan omdat de stopwatch niet helemaal meewerkte. Van de eerste keer met 8 vormpjes weten we dat het niet goed ging omdat dit vormpje tegen het hek van de eerste verdieping aan knalde en toen naar beneden viel.(opdracht 3) We hebben hier even over na gedacht en dachten dat we dit propje ook naar beneden konden gooien. We hebben hem 3 keer na beneden gegooid en kwamen met de tijden 1,63 1,70 1,65

snelheid is niet a=dv/dt maar v_gem=s/t
aangezien je geen werkelijke eindsnelheid hebt bepaald zul je weinig anders kunnen dan je gemiddelde snelheid gebruiken. In je verslag vermeld je in die richting al:
m.a.w. je gaat blijkbaar die beginperiode van versnelling (waarin Fz nog groter is dat Fw en er dus een nettokracht naar beneden is) verwaarlozen, als ik het goed begrijp op aangeven van je docent.


Ik zie eigenlijk eventjes niet wat je probleem is, volgens mij zitten we hier en daar aardig langs elkaar heen te praten.

De boel is behoorlijk wat uitgebreider dan de opdracht die je 17:51 plaatste, misschien gaan we nou ergens heen. Laten we dat eens punt voor punt aanpakken:

Maak een grafiek met op de horizontale as v² en op de verticale as Fw.
Bepaal met behulp van de richtingscoëfficiënt van deze grafiek de waarde van k voor deze vorm.

Heb je dat intussen gedaan? En, hoe ziet dat eruit?

nee dit heb ik nog niet gedaan, ik snap niet precies wat ik daar moet doen, hoe kom ik op die gegevens?

Moet ik bij 1a alleen de gemiddelde snelheid uitrekenen? dus s=8,48 en de t=3,97 dus Vgem=8,48/3,97= 2,13602....?

ja, dat geeft je een v. (zet trouwens bij al je getallen ook gelijk de bijbehorende eenheden, voordat je alle overzicht verliest)

als je die v hebt kun je die ook kwadrateren.

Moet je nu alleen nog een Fw zien te vinden. 
als een voorwerp met constante snelheid valt, wat kun je dan zeggen over de relatie tussen Fw en Fz? 

Dus Vgem=8,48/3,97= 2,13 m/s (dat is de eenheid toch?)
V = 2,13 m/s --> V2= 2,13^2=4,54 m/s

Fnetto = Fws - Fz....
deze formule heb ik gevonden in mijn aantekeningen...

Snelheid meet je inderdaad in m/s (je deelt ook een afstand in meters door een tijd in seconden, logisch hè), maar die v² (je vindt bijzondere tekens hier onder het Ω-knopje) krijgt dan de eenheid  m²/s² . 

Het ging me niet zozeer om de formule, maar om het begrip: 
een nettokracht zorgt voor een verandering van snelheid. En dan geldt ook andersom dat als je ziet dat de snelheid verandert er een nettokracht moet zijn. En hier verandert die snelheid niet, dús weet je dat de nettokracht 0 N moet zijn, en dús weet je dat de kracht naar beneden (Fz) even groot moet zijn als de kracht naar boven (Fw, luchtweerstand) . En van elke cupcombinatie ken je die Fz, en daarmee dus ook de Fw.

bedankt voor je uitleg, k snap t nog nii helemaal maar k heb nu wat op papier staan!
zou je me hier ook nog even me kunnen helpen? :S


-----

Opdracht 2

Bepaal de waarde A en de massa van één cupje

De massa van één cupje is 0,7 gram, gemeten met een gevoelige weegschaal in lokaal 0.15.

A is het effectieve frontale oppervlak. Het grondvlak is een cirkel. De oppervlakte van een cirkel is pi*r2. De straal (r) is…


Opdracht 3

Verfrommel een cupje tot een bolvormig propje met een diameter van ongeveer 2 cm. Bedenk een experiment waarmee je de k-waarde hiervan kunt bepalen en voer dit experiment uit.

Wij dachten, wat nou als wij die propje nou ook naar beneden zouden laten vallen. Dit hebben we gedaan drie keer gedaan. De eerste keer deed het propje er 1,62 seconden over, de tweede keer deed het propje er 1,70 seconden over en de derde keer 1,65 seconden. De formule is Fw=k.A.v2. De k moeten we uitrekenen, de A is oppervlakte van de bol, de onderkant. Oppervlakte van een cirkel is pi.r2 = pi.1^2 = 3,1415… Dus A is ong. 3,14. v is …, fw = …

Fw=k.3,14.v2...

A is het effectieve frontale oppervlak. Het grondvlak is een cirkel. De oppervlakte van een cirkel is pi*r2. De straal (r) is…

prima, als je maar niet de bodem van dat cupje meet. Lees "effectief frontaal oppervlak" beter als "oppervlak van de schaduw"

• pi.r2 = pi.1^2

^{( π.r2 = π.12    we hebben van die mooie opmaakknopjes hier, gebruik die ook, dan leest alles zoveel helderder. En Word heeft dat ook hoor)}

een propJE met een diameter van 2 cm? Kon dat niet kleiner? 

• Fw=k.3,14.v²...

Ja, en dat is dus gelijk aan Fz, en dus kun je k voor dat propje berekenen.

maar wat is v2 en fw dan?

v² is "het kwadraat van v"
die v's was je aan het berekenen op basis van afstand en tijd. 

Fw (grote F) betekent "luchtweerstand". En zoals ik zei


.