Vraag 3Botsproef
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bij deze vraag kijk je eerst welke tijd er tussen twee opeenvolgende beeldjes zit, gegeven de opnamesnelheid van de film.
- Daarna bekijk je in figuur 3 bij hoeveel opeenvolgende beeldjes markering S rechts van x = 0 ligt.
- Met het aantal beeldjes en de tijd tussen twee beeldjes reken je de totale tijdsduur uit.
- Laat in je antwoord zien welke getallen je gebruikt en hoe je tot de tijdsduur komt.
Hier verliezen leerlingen punten
- Vergeet niet om in je berekening de tijd tussen twee beeldjes op te nemen, want een aantal beeldjes zegt nog niets over seconden.
- Tel de beeldjes in figuur 3 zorgvuldig, want een telfout van één beeldje verandert de uitkomst al merkbaar.
- Geef het antwoord met een eenheid en laat de berekening zien, anders krijg je niet alle punten.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Ongeveer 75 jaar geleden onderzocht John Stapp de effecten van grote versnellingen op het menselijk lichaam. In een van zijn experimenten zat hij op een stoel, met een veiligheidsriem over zijn heupen. De stoel hing aan een lange kabel. De stoel werd uit de evenwichtsstand getrokken en vervolgens vanuit stilstand losgelaten. Zie figuur 1. Bij het laagste punt werd een botsing nagebootst. Dit deed men door een andere kabel aan de achterkant van de stoel aan te spannen, waardoor de stoel plotseling vertraagde. figuur 1 De snelheid van de stoel vlak voor de botsing (het aanspannen van de kabel) is 4,0 m s − 1 .
Aya heeft op internet een film van het experiment van Stapp gevonden. Figuur 2 toont een beeldje uit de film. figuur 2 De film werd gemaakt om de beweging met behulp van videometen te onderzoeken. Daarom is er op de achtergrond in figuur 2 een gestreepte balk met een totale lengte van 1 yard (= 0,91 m ) geplaatst. Ook zijn er twee markeringen aangebracht: − M , op de zitting van de stoel; − S , op de schouder van Stapp. Aya analyseert de beweging van de markeringen M en S . Daarvoor vergroot zij de filmbeeldjes en meet daarin met een liniaal. De vergroting van het beeldje uit figuur 2 staat op de uitwerkbijlage. Daar is ook het assenstelsel aangegeven dat Aya gekozen heeft. Uit haar metingen berekent zij de werkelijke horizontale positie x en werkelijke verticale positie y van de markeringen ten opzichte van de oorsprong.
Aya zet de posities van de markeringen M en S uit in een ( y,x )-diagram. Dit diagram is weergegeven in figuur 3. In het diagram zijn enkele meetpunten genummerd. Beeldje 0 komt overeen met het moment van de botsing. S en M bevinden zich dan recht boven elkaar bij x = 0 . De film is opgenomen met 50 beeldjes per seconde. Aya concludeert uit figuur 3 dat S zich na de botsing gedurende 0,34 s rechts van x = 0 bevindt.
Leg met een berekening uit hoe zij deze tijdsduur heeft bepaald.