De eerste week van oktober is het kermis in Nijmegen. Deze keer met een nieuwe sensatie: the tower. Eerst ga je 90 m omhoog en dan val je die afstand ook weer omlaag. Gelukkig is het laatste stukje geen vrije val meer.
a) Hoe groot is de versnelling als je ‘vrij’ valt?
Op de foto hierbij zie je alle technische info over The Tower.
4,5 G staat in de info! Als je ‘vrij valt’ ondervindt je geen 4,5 G als kracht.
b) Welke kracht ondervind je dan wel als je een vrije val maakt?
c) Hoe groot is die kracht?
Toch is 4,5 G geen onzin.
d) Wanneer zul je in de Tower een kracht van 4,5 G ondervinden?
e) Waardoor wordt die kracht geleverd?
(Video)meten is weten
Die 4,5 G zal wel overdreven zijn en reclametaal. Maar we kunnen het controleren, want we hebben een filmpje gemaakt van de val. En wij hebben het programma Videometen ter beschikking! Hieronder staat het filmpje.
f) Maak met behulp van het programma Videometen een plaats-tijd-grafiek van de val.
g) Hoe lang duurt de totale val in het filmpje?
h) Maak met behulp van de plaats-tijd-grafiek een snelheid-tijd-grafiek.
i) Bepaal uit je snelheid-tijd-grafiek de maximale versnelling/vertraging tijdens de val.
j) Wat is je conclusie met betrekking tot die 4,5 G?
k) En tenslotte: controleer met je snelheid-tijd-grafiek ook of het eerste deel van de val een vrije val was. Conclusie?
Uitwerking vraag (a)
9,81 m/s2 = 1g
Uitwerking vraag (b)
De zwaartekracht.
Uitwerking vraag (c)
mg en dat wordt hier G genoemd.
Uitwerking vraag (d)
Bij het afremmen op het laatste deel van de val.
Uitwerking vraag (e)
Door het stoeltje waarin je zit en dat wordt op zijn beurt afgeremd door de rem in de Tower.
Uitwerking vraag (f)
Uitwerking vraag (g)
Uit de plaats-tijd-grafiek hierboven is dat niet op te maken, omdat er pas gemeten is toen de val al minimaal 1 s onderweg was. Je kunt hieruit wel concluderen dat de val minimaal 4 s duurt.
Uitwerking vraag (h)
Uitwerking vraag (i)
Uitwerking vraag (j)
De maximale vertraging (de maximale helling in de snelheid-tijd-grafiek) is |-50| m/s2 en dat ligt zelfs boven 4,5 G (= 44 m/s2), maar als je naar de gemiddelde vertraging kijkt tussen 2,3 en 3,0 s in de grafiek vind je een vertraging van 44 m/s2 en dat komt overeen met 4,5 G. De technische info op het bord klopt dus heel goed.
Uitwerking vraag (k)
De snelheid gaat door de onnauwkeurige plaatsmeting nogal schoksgewijs. Maar als je een rechte lijn trekt zo dicht mogelijk langs de meetpunten in het eerste deel van de snelheid-tijd-grafiek dan vind je een helling met een steilheid van 13 ± 2 m/s2 . Weliswaar is dit te groot, maar de metingen en beeldjes bij het videometen zijn tamelijk onnauwkeurig.
