Warning: jsMath requires JavaScript to process the mathematics on this page.
If your browser supports JavaScript, be sure it is enabled.

Modelleren

§6: Een valbeweging met wrijving


§2 Troubleshooting

Tot nu toe heb je bewegingen bekeken die je zelf ook zo kunt uitrekenen. De komende berekeningen zijn ook te doen, maar zijn zonder computer (analytisch) een stuk moeilijker dan met de computer.

Regendruppels blijken niet met zo'n grote snelheid op de grond te vallen als je in de vorige paragraaf hebt gevonden. Dat komt omdat ze luchtwrijving ondervinden. Voor de wrijvingskracht geldt:

$$\quad F_w=k·v^2$$

Hierin is:

  • $$F_w$$ = de wrijvingskracht
  • $$v$$ = de snelheid van de druppel
  • $$k$$ = een constante

Door de wrijvingskracht krijgt de druppel na enige tijd een constante snelheid, want:

  • In het begin heb je weinig snelheid en val je met nagenoeg de valversnelling.
  • Als de snelheid toeneemt, neemt de wrijving toe.
  • Hierdoor neemt de resulterende kracht af (bedenk waarom!).
  • Hierdoor neemt de versnelling af.
  • Uiteindelijk is de resulterende kracht 0 (bedenk waarom!) en heeft de druppel een constante snelheid.

     

    Pas je model uit de vorige paragraaf aan met de juiste Fres en extra startwaarden. Neem voor k een startwaarde van $$6·10^{-6}$$ (noteer dit als 6*10^-6). Denk weer na over plus en min tekens! (Nogmaals: op je examen moet je dit op papier kunnen zonder uitproberen van je model).
    Voer je model uit en maak een ($$x$$,$$t$$)-, een ($$v$$,$$t$$)- en een ($$a$$,$$t$$)-grafiek. Schets de resultaten in je werkboek.
    Regendruppels met een massa van 1,5 g blijken in de praktijk met ongeveer 100 km/h op de grond aan te komen. Bepaal met behulp van Simuleren hoe groot k voor deze druppels in de praktijk is.
    Noteer je antwoord: k = ________
    Controleer het antwoord op de vorige vraag met een theoretische berekening. Pas hierbij de eerste wet van Newton toe op de situatie wanneer de druppel zijn constante eindsnelheid heeft bereikt.
    Schrijf het werkende model weer op in je werkboek.
  • Deze pagina is voor het laatst geupdate op 29-03-2023