Dag Sofie,
Heb je al geleerd over zwaarte-energie, kinetische energie, arbeid en de wet van behoud van energie? Zo ja, dan is de volgende oplossing wellicht geschikt.
Jans versnelling a kun je berekenen met de tweede wet van Newton: Fres=m×a met Fres is de resulterende kracht van de sneeuw op Jan terwijl hij in de sneeuw wegzakt. (We nemen aan dat deze resulterende kracht constant is.)
Een tussenstap om Fres te bepalen: de arbeid die de sneeuw op Jan verricht, is W=Fres×s met s is de afstand waarover Jan in de sneeuw zakt (1,2 m).
De arbeid W is even groot (*) als de zwaarte-energie Ez,begin=m×g×h die Jan had in zijn beginpunt 50 meter boven de sneeuw. Hierin is h de totale afstand omlaag: 50+1,2=51,2 meter.
Er geldt dus W=Fres×s en W=Ez,begin=m×g×h. Daaruit volgt Fres×s=m×g×h, zodat Fres=m×g×h/s.
Combineren met Fres=m×a geeft m×a=m×g×h/s → a=g×h/s=9,8×51,2/1,2=4,2×10² m/s²
(*) Toelichting: Jans aanvankelijke zwaarte-energie Ez wordt tijdens de val omgezet in kinetische energie. De kinetische energie en de rest van de zwaarte-energie worden gebruikt om arbeid op de sneeuw te verrichten. Deze arbeid is even groot als de arbeid die de sneeuw op Jan verricht tijdens het wegzakken.
Groeten, Jaap Koole