Deze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.
Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
In 2016 sprong skydiver Luke Aikins zonder parachute vanaf een hoogte van bijna 8 km recht naar beneden. Boven de grond was een groot net opgespannen om hem veilig op te vangen. Zie figuur 1 en 2. figuur 1 figuur 2 Aikins ondervond een luchtweerstandskracht. Hiervoor geldt: F = kAv 2 w Hierin is: − k een constante; − A de frontale oppervlakte van Aikins; − v de snelheid ten opzichte van de lucht.
Dankzij de luchtweerstandskracht bereikte hij na verloop van tijd een constante snelheid van 54 m s − 1 . Zijn massa is 75 kg en zijn frontale oppervlakte is 0,80 m 2 .
Tijdens de laatste 1,0 kilometer op weg naar het net was Aikins’ valsnelheid 54 m s − 1 . Ook was er zijwind die hem een constante horizontale snelheid zou geven van 4,9 km h − 1 . Aikins moest tijdens zijn val daarom bijsturen op weg naar het net.
Een landing op de buik is gevaarlijk. Aikins moest daarom vlak voor de landing draaien. Dat deed hij door een van zijn handen dichter bij zijn lichaam te houden. In figuren 3 en 4 is dat weergegeven. Aikins wordt hierbij als stilstaand beschouwd, terwijl de bewegende lucht weerstandskracht op zijn beide handen uitoefent. Andere krachten worden niet meegenomen. figuur 3 figuur 4 Op beide handen werken even Aikins buigt één hand dichter naar grote luchtweerstandskrachten. De zich toe. De grootte van de werklijnen en aangrijpingspunten luchtweerstandskrachten op zijn van deze krachten zijn handen blijft constant. Hierdoor weergegeven in de figuur. ontstaat een verschil in moment links Aikins is hierbij in evenwicht. en rechts. Als gevolg van het buigen begint Aikins te draaien rondom draaipunt D , in de richting van de kracht met het grootste moment. Op de uitwerkbijlage staan figuren 3 en 4 en twee invulzinnen.
Van de landing in het net is een videometing gemaakt. Zie figuur 5. figuur 5 1 2 3 4 Het net remde Aikins af van 54 m s − 1 tot stilstand. Tijdens het afremmen legde Aikins nog 37 m naar beneden af. Verwaarloos de arbeid door de luchtwrijvingskracht tijdens het remmen.
Het net moest aan diverse eisen voldoen om Aikins veilig tot stilstand te brengen. Op de uitwerkbijlage staat een tabel met technische ontwerpoplossingen voor het net en natuurkundige concepten die daarbij een rol spelen.
Op de uitwerkbijlage staat het ( v,t )-diagram van het laatste deel van de stunt van Aikins: het afremmen in het net. Ook staat op de uitwerkbijlage een tweede diagram. In dit diagram is af te lezen gedurende hoeveel tijd een mens een bepaalde vertraging veilig kan ondergaan voordat deze vertraging schadelijk wordt.
Voer de volgende opdrachten uit met behulp van de grafieken op de uitwerkbijlage: − Bepaal de grootte en de tijdsduur van de maximale vertraging die Aikins onderging. − Toon aan of deze maximale vertraging veilig was voor Aikins.