4.2: Luchtweerstand bij bewegingen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H4.3 Valbeweging met luchtweerstand

Proefje: papier laten vallen

• Ik laat het vel papier en het boek tegelijk vallen, wat denk je dat er gebeurt?
  
  
• Wat denk je dat er gebeurt als ik het papier op het boek leg en ze samen laat vallen?
  
  
• Hoe denk je dat dit komt?
• Het boek is zwaarder en kan daardoor de lucht beter 'wegduwen'
  
  
• Wat zou er op de maan gebeuren als ik het vel papier en boek tegelijk zou laten vallen?
• Op de maan is geen lucht, er is dan sprake van een 'vrije val'; ze vallen dan even snel

Luchtweerstand

Na deze les kun je:

1. In eigen woorden uitleggen waarom de valtijd van een object in vrije val onafhankelijk is van de massa
   
   
2. Uitleggen waarom bij een val met luchtweerstand, de massa wél een rol speelt

Rekenen met de valversnelling

a=​Δt​​Δv​​

g=9,81​s​2​​​​m​​

⇒a=​5,00​​49,05​​=9,81​s​2​​​​m​​

Rekenen met de valversnelling

Rekenen met de valversnelling

a=​Δt​​Δv​​

g=9,81​s​2​​​​m​​

Hier zie je een (v,t)-diagram van de sprong van een basejumper. Vlak voordat de basejumper zijn parachute opent, is de luchtweerstandskracht kleiner dan de zwaartekracht

• Leg uit hoe dit uit het diagram blijkt
• Steilheid grafiek is groter dan 0, er bestaat dus een versnelling
  
  
• Toon aan dat de versnelling op
  t = 3,0 s gelijk is aan -6,1 m/s2

• Toon aan dat de versnelling op
  t = 3,0 s gelijk is aan -6,1 m/s2

a=​Δt​​Δv​​=​5,0−0,9​​0,0−25,0​​=−6,1​s​2​​​​m​​

De massa van de basejumper inclusief zijn parachute was 82 kg

• Bereken de luchtweerstand op t = 3,0 s

F​z​​=m⋅g=82⋅9,81=8,04⋅10​2​​N

F​res​​=m⋅a

m=82kg

a=−6,1​s​2​​​​m​​

De massa van de basejumper inclusief zijn parachute was 82 kg

• Bereken de luchtweerstand op t = 3,0 s

F​z​​=m⋅g=82⋅9,81=8,04⋅10​2​​N

F​res​​=m⋅a

m=82kg

a=−6,1​s​2​​​​m​​

⇒F​res​​=82⋅−6,1=−500,2N

De massa van de basejumper inclusief zijn parachute was 82 kg

• Bereken de luchtweerstand op t = 3,0 s

F​z​​=m⋅g=82⋅9,81=8,04⋅10​2​​N

F​res​​=m⋅a

m=82kg

a=−6,1​s​2​​​​m​​

⇒F​res​​=82⋅−6,1=−500,2N

De massa van de basejumper inclusief zijn parachute was 82 kg

• Bereken de luchtweerstand op t = 3,0 s

F​res​​=F​z​​−F​w,lucht​​

F​z​​=m⋅g=82⋅9,81=8,04⋅10​2​​N

F​res​​=m⋅a

m=82kg

a=−6,1​s​2​​​​m​​

⇒F​res​​=82⋅−6,1=−500,2N

(de snelheid is niet constant)

De massa van de basejumper inclusief zijn parachute was 82 kg

• Bereken de luchtweerstand op t = 3,0 s

F​res​​=F​z​​−F​w,lucht​​

F​z​​=m⋅g=82⋅9,81=8,04⋅10​2​​N

F​res​​=m⋅a

m=82kg

a=−6,1​s​2​​​​m​​

⇒F​res​​=82⋅−6,1=−500,2N

F​res​​=F​z​​−F​w,lucht​​

⇒−500,2=8,04⋅10​2​​−F​w,lucht​​

⇒F​w,lucht​​=1,3⋅10​3​​N

(de snelheid is niet constant)

Oefenen!

Opgaven H4.2

8, 9, 10, 11, 12, 13 en 14