Gegeven de hangtijd en afgelegde afstand van een voetbal, moet je uitzoeken hoe hoog het ging, hoe snel je ertegen schopte en de hoek waaronder het verliet de grond.
Materialen
- Voetbal
- Stopwatch
- Meetlint of een voetbalveld
- Rekenmachine
- Potlood en papier
- Gewillige vriend
Procedure
- Schop de bal en, bij de start tegelijkertijd de stopwatch. Dit is waar een vriend van pas kan komen. Laat ze de bal vasthouden en de timer gebruiken, zodat je al je energie kunt besteden aan het geven van de beste schop van de bal!
- Wanneer de bal de grond raakt, stop dan de timer en markeer waar de bal voor het eerst landt . Meet hoe ver weg dat is van waar je hem hebt geschopt. Een voetbalveld maakt dit vrij eenvoudig, maar een lang meetlint werkt net zo goed.
- Nu een beetje rekenen. Deel de afgelegde afstand (d, meter) door de hoeveelheid hangtijd (t, seconden). Dit vertelt je de horizontale snelheid van de bal, vx, in meter per seconde: vx = d / t.
- Bereken de verticale snelheid van de bal, vy, door de helft van de hangtijd (t) te vermenigvuldigen met de versnelling als gevolg van zwaartekracht (g = 9,8 m / s2): vx2 + vy2 = ½ gt
- Nu is het tijd om de horizontale en verticale snelheden te combineren om de totale snelheid te krijgen, v = √ (vx2 + vy2). Dat is hoe snel je de bal schopte, in meter per seconde.
- Om te berekenen hoe hoog de bal ging (h), neem je de verticale snelheid in het kwadraat en deel je deze door tweemaal de zwaartekrachtversnelling: h = vy2 / 2g
- Je kunt ook de hoek berekenen waarop de bal de grond verliet (θ) door een klein beetje trigonometrie te gebruiken: θ = tan-1 (vy / vx)
Resultaten
Je hebt berekende de snelheid waarmee je de bal schopte (in meter / seconde), de hoek waaronder hij werd gelanceerd en hoe hoog je de bal schopte (in meters).
Waarom?
Het bovenstaande klinkt misschien als een hoop wiskundige gobbledygook. Maar het is gebaseerd op een heel eenvoudig en heel belangrijk idee uit de natuurkunde: je kunt de read more