Vrije val: verandert massa hoe snel dingen vallen?

1 · Voorspel

Laat een lichte, een middelzware en een zware bal tegelijkertijd van dezelfde hoogte vallen. Welke raakt de grond het eerst?

2 · Opstelling

  1. Open de voorinstelling Vrije val. Je ziet drie ballen van verschillende grootte op dezelfde hoogte klaarstaan.
  2. Bevestig de hoogtesonde op de middelste bal en controleer dat alle drie de ballen op dezelfde y-positie starten.
  3. Draai de simulatie en gebruik de stopwatch/framesteller om de val van elke bal te timen.

3 · Verzamel gegevens

Massa (kg)Verstreken tijd (s)Valsnelheid (m/s)Impuls (kg·m/s)
1.001.00
3.001.00
6.001.00

Zet de valsnelheid (y-as) uit tegen de verstreken tijd (x-as) voor alle drie de ballen in dezelfde grafiek.

4 · Analyseer

  1. Vergelijk de valsnelheden van de lichte, middelzware en zware bal op hetzelfde tijdstip. Wat valt je op?
  2. Bereken met je gegevens de versnelling (Δsnelheid / Δtijd) van elke bal. Hoe verhoudt die zich tot g = 9.8 m/s²?

5 · Verdiep

  1. 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?
  2. 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.

De natuurkunde achter dit experiment

Impuls

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.

← Terug naar experiment

Mechanica

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde