Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Touwtjespringen gebeurt nog volop en niet alleen als kinderspelletje, volgens een artikel in de Gelderlander van 2 juli 2012. ``In de fitnessscholen, bij bokstrainingen of bij de fysiotherapeut(...) Een vip als Dan Karaty, topchoreograaf en jurylid van So you think you can dance en Holland's got talent is al sinds zijn periode als actief danser een hartstochtelijk beoefenaar. Het waarom daarvan mag duidelijk zijn: die eenvoudige springbeweging is een prima warming-up, is uitstekend voor de conditie en vreet calorieën''.
Bij het artikel stond de volgende informatie:
CALORIEËNVRETER:
- Een touwtjespringer gebruikt energie. Veel energie. Iemand van rond de 60 kg die een halfuurtje bezig is, kan zomaar 252 kilocalorieën hebben verbrand. Dat is meer dan bij aerobics, voetbal of zwemmen.
- Vanwaar dat exacte getal? Je kunt bij touwtjespringen namelijk precies uitrekenen hoeveel je verstookt. Het standaardverbruik is 0,14 kcal per minuut. Vermenigvuldig dit getal met het aantal minuten dat de training duurt en je massa in kg. Levert op: 0,14 (kcal per minuut) x 30 (minuten) x 60 (kg) = 252 kcal.
Je vraagt je af hoe de schrijver van het artikel aan dat standaardverbruik van 0,14 kcal per minuut komt. Daarom gaan jullie zelf in twee- of drietallen een experiment doen. Touwtjespringen kun je op verschillende manieren doen. In jullie experiment spring je met beide voeten tegelijk van de grond.
Benodigdheden: een meetlat, een springtouw en een stopwatch of horloge met secondewijzer.
Opgaven:
a) Hoe vaak spring jij per minuut?
b) En hoe ver ga je dan gemiddeld met je hele lijf omhoog??
c) Bereken nu hoeveel zwaarte-energie jij bij elke sprong krijgt.
d) Bereken hoeveel arbeid je per minuut verricht
e) Waar blijft jouw arbeid uiteindelijk?
f) In het krantenartikel wordt de eenheid kcal gebruikt. Hoeveel kJ is 1 kcal ? Zoek eventueel op.
g) Reken jouw per minuut verrichte arbeid om in kcal.
h) Klopt jouw energieverbruik met het standaardverbruik?
i) Waardoor wordt het verschil veroorzaakt, denk je?
j) Wat vind je van de bewering in de krant, dat je het precies kunt uitrekenen?
Uitwerking vraag (a)
Ongeveer zo'n 80 keer.
Uitwerking vraag (b)
Ongeveer 10 cm.
Uitwerking vraag (c)
E = mgh = m * 9,81 * h
Stel dat je een massa hebt van 60 kg: als je bij b 10 cm gevonden hebt, dan 59 J per sprongetje (afgerond).
Uitwerking vraag (d)
Vermenigvuldigen met het antwoord van a. Als je 80x gevonden hebt dan 4,7 kJ per minuut.
Uitwerking vraag (e)
Die wordt omgezet in warmte (van jezelf en de grond onder je) en geluid (van de bons op de grond)
Uitwerking vraag (f)
1 kcal = 4,18 kJ
Uitwerking vraag (g)
4,7/4,18 = 1,1 kcal per minuut.
Uitwerking vraag (h)
Per kg 1,1/60 = 0,019 kcal. Dat lijkt helemaal niet op het zogenaamde standaardverbruik van 0,14 kcal .
Uitwerking vraag (i)
Misschien spring jij veel minder vaak of spring je veel minder hoog dan het gemiddelde.
Uitwerking vraag (j)
Het is maar een gemiddelde en iedereen krijgt iets anders als uitkomst. Dat je het dus precies kunt uitrekenen is onzin.
Meer opgaven van de redactie van Exaktueel kunt u hier vinden.
