Surfende steen

Opgaven komen van de CCVX-website. Kom je er zelf niet zelf uit? Dan kun je hieronder je vraag stellen. Ook kun je hieronder eerder gestelde vragen over deze opgave vinden.

Vraag a

Na het verlaten van de hand is de beweging van de steen een horizontale worp. Dit is in horizontale richting een eenparige beweging en in verticale richting een valbeweging. In verticale richting geldt voor de afgelegde weg s_y = ½·a·t². Hieruit volgt voor de valtijd

t_val = √(s_y / ½a)

t_val = √(1,09 / ½·9,81)

t_val = 0,4714 s

Voor de in deze tijd afgelegde horizontaal afgelegde afstand vinden we dan

s_x = 8,2 · 0,4714 = 3,8655 m

Afgerond is dit een afstand van 3,9 m.

Vraag b

Tijdens het weggooien versnelt het steentje in 0,36 s van 0 naar 8,2 ms^-1. Dit betekent een versnelling van

a = Δv/Δt

a = 8,2 /0,36 = 22,7778 ms^-2

Met de tweede wet van Newton (F=m·a) vinden we dan voor de resulterende kracht

F = 0,032·22,7778 = 0,72889 N

Afgerond is dit een kracht van 0,73 N.

Vraag c

In de grafiek (zie afbeelding hieronder) lezen we af dat op tijdstip K₁, als het steentje de eerste keer op het wateroppervlak ketst, de kinetische energie afneemt van 1,42 naar 0,36 J. Het steentje verliest dus 1,42 - 0,36 = 1,06 J aan energie.

Vraag d

Op het tijdstip helemaal links op de grafiek (zie onder) is de totale energie gelijk aan 0,20 + 1,22 = 1,42 J. Op tijdstip K₁ is de totale energie 0 + 1,42 = 1,42 J. Er is dus tijdens de periode dat het steentje op zijn snelst bewoog, dus wanneer de luchtwrijving het grootst zou moeten zijn, geen energie verloren gegaan aan luchtwrijving. Dit geldt ook voor de totale energie tussen K₁ en K₂ en tussen K₂ en K₃.

Vraag e

Zie hieronder in het rood: Op het moment dat de zwaarte-energie op zijn hoogst is tussen K₁ en K₂ is deze gelijk aan 0,14 J. Uit E_z = m·g·h volgt dan voor de hoogte

h = E_z / m·g

h = 0,14 / 0,032·9,81 = 0,44597 m

Afgerond is dit een hoogte van 45 cm boven het water oppervlak.

Vraag over "Surfende steen"?

Typ hier je vraag

Stel je vraag     Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers