Vrije val
Wat is een *vrije val*?
Vrije val beschrijft de versnelling van een voorwerp die uitsluitend wordt veroorzaakt door de zwaartekracht. Mensen die uit een vliegtuig springen, worden tijdens het vallen afgeremd door de aerodynamische weerstand. Een echte vrije val zou alleen mogelijk zijn in het luchtledige waarbij de zwaartekracht de enige aanwezige kracht is.
Klopt het dat in een vacuüm een nijlpaard even snel valt als een regenworm?
Bouw deze *valtoren*.
Je hebt de toren nodig om in een experiment de zwaartekrachtconstante vast te stellen.
Test hem.
Plaats het model op een stabiele en vlakke ondergrond. Voer het programma uit en wacht totdat de tastsensor op het beeldscherm wordt weergegeven. Plaats de bal in de balarm en druk op de tastsensor aan de achterkant van de valtoren om het valexperiment uit te voeren. Valt de bal op de tastsensor aan de onderkant van de valtoren?
Wordt er eerst een blij gezichtje weergegeven en verschijnt vervolgens de valtijd?
Je resultaten noteren.
Noteer in een tabel het experimentnummer en de valtijd. Zorg ervoor dat er voldoende ruimte overblijft voor extra kolommen om berekeningen in te noteren.
Het experiment uitvoeren
Houd tijdens het uitvoeren van je experiment rekening met het volgende:
- Zorg ervoor dat de toren niet beweegt wanneer je de bal loslaat.
- De tastsensor kan indien gewenst ook worden vastgehouden en gebruikt als een handmatige afstandsbediening. Op die manier voorkom je dat de toren gaat wiebelen, wat ongeldige resultaten zou kunnen veroorzaken.
- Als het experiment is gelukt, wordt de valtijd op het beeldscherm weergegeven.
- Voer het experiment minstens drie keer uit en gebruik de gemiddelde waarde om tot het meest betrouwbare resultaat te komen.
Geef een samenvatting van je resultaten.
Gebruik de gemiddelde berekende valtijd om de gemiddelde snelheid van de vallende bal en de zwaartekrachtversnelling te berekenen. Als je vastloopt, ga je naar het deel 'Tip' voor de formules.
Welke aspecten van de beweging van de bal zijn veranderd en welke zijn constant gebleven?
Snelheidsformule
Gebruik onderstaande formule om de gemiddelde snelheid te berekenen. De afstand is de hoogte van de valtoren, oftewel 50 cm.
v = s / t
waarbij
v = snelheid (m/s)
s = afstand (m)
t = tijd (s)
Wet van de vallende lichamen
Gebruik onderstaande formule om de zwaartekrachtconstante te berekenen. De afstand is de hoogte van de valtoren, oftewel 50 cm.
s = ½ × g × t²
waarbij
s = afstand (m)
g = valversnelling (m/s²)
t = tijd (s)
Hoe heb je het gedaan?
Wat heb je goed gedaan? Is er iets wat je beter had kunnen doen?
Mooi! Nu weet je hoe objecten tijdens een vrije val versnellen. Maak je klaar voor de laatste les!