Mechanica
Vrije val
Kijk hoe elke massa onder zwaartekracht met hetzelfde tempo valt.
Vrije val — interactieve Mechanica-simulatie. Kijk hoe elke massa onder zwaartekracht met hetzelfde tempo valt. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
vrije val
In een uniform zwaartekrachtsveld zonder luchtweerstand vallen alle objecten met dezelfde versnelling g, ongeacht de massa.
Galileo's inzicht: de massa valt weg in F = ma wanneer het gewicht de enige kracht is. Lichte en zware objecten die samen worden losgelaten, raken in deze geïdealiseerde scène samen de grond.
- y = y₀ + v₀t + ½gt²
- a = g (gelijk voor alle massa's)
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Laat een lichte, een middelzware en een zware bal tegelijkertijd van dezelfde hoogte vallen. Welke raakt de grond het eerst?
Voorspellingen om te wegen
- De zwaardere bal valt sneller en landt het eerst.
- Alle drie vallen even snel en landen tegelijk.
- De lichtere bal valt sneller en landt het eerst.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Massa (kg)
- Verstreken tijd (s)
Wat je meet:
- Valsnelheid (m/s)
- Impuls (kg·m/s)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling Vrije val. Je ziet drie ballen van verschillende grootte op dezelfde hoogte klaarstaan.
- Bevestig de hoogtesonde op de middelste bal en controleer dat alle drie de ballen op dezelfde y-positie starten.
- Draai de simulatie en gebruik de stopwatch/framesteller om de val van elke bal te timen.
Leidende vergelijking
Impuls — p = m·v
Hoewel alle drie de ballen op een gegeven moment dezelfde valsnelheid hebben, verschillen hun impulsen, omdat impuls met de massa meeschaalt — daarom zou de zware bal bij de bots meer schade aanrichten, ook al valt hij niet sneller.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Vergelijk de valsnelheden van de lichte, middelzware en zware bal op hetzelfde tijdstip. Wat valt je op?
- Bereken met je gegevens de versnelling (Δsnelheid / Δtijd) van elke bal. Hoe verhoudt die zich tot g = 9.8 m/s²?
Waar dit buiten het lab opduikt
- Een veer en een bowlingbal die in echte lucht worden losgelaten, landen NIET tegelijk. Welke kracht, die in deze geïdealiseerde simulatie ontbreekt, veroorzaakt dat verschil?
- Astronauten op de maan lieten een hamer en een veer vallen en die landden tegelijk. Leg uit waarom de maan een betere plek is dan de aarde om deze demonstratie met echte voorwerpen te zien.
- AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
- IB Physics — A.1 Kinematics
- General High School Physics — Motion & kinematics
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- Welke landt het eerst?
- Toets de massa
- Leg de val vast
- Lees de grafiek
- Verklaar je bewijs
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.