onderzoeken

Bewegingen vastleggen
Er zijn verschillende manieren bedacht om bewegingen in beeld te brengen. Een turntrainer gebruikt videobeelden om zijn turners
een nieuwe beweging aan te Leren. Een verkeersleider gebruikt radarbeelden om het vliegverkeer rond een luchthaven te regelen. Een jurylid gebruikt een finishfoto om te zien wie een atletiekwedstrijd qewonnen heeft.

Hieronder staan twee mogelijkheden om een beweging in beelden
vast te Leggen.

 

Stroboscopische foto's
Een stroboscopische foto wordt gemaakt in een verduisterde ruimte met als enige verLichting een stroboscooplamp. Dat is een lamp die met regelmatige tussenpozen een korte lichtflits geeft. De sluiter van het fototoestel staat gedurende de hele beweging open. Elke keer dat de stroboscooplamp een lichtflits geeft, wordt op de foto één momentopname van de beweging vastgelegd.

 

Video-opnames
Met een videocamera kun je een beweging filmen. Na afloop kun je de beeldjes van de beweging één voor één bekijken en bestuderen.
Op een opname van een botsproef kun je bijvoorbeeld zien of een auto de inzittenden voldoende beschermt en zo niet, wat er dan precies misgaat. Autofabrikanten gebruiken dit soort beelden om auto's veiliger te maken.

Gegevens verzamelen uit een stroboscopische foto, In de afbeelding hiernaast, zie je een schematische weergave van een stroboscopische foto. Om gegevens uit zo'n stroboscopische foto af te kunnen lezen, moet je twee dingen weten:

  1. hoe groot de tijdsduur is tussen 2 flitsen van de stroboscoop
  2. hoe groot de afstanden op de foto in werkelijkheid zijn

Toen de foto in de afbeelding werd genomen flitste de lamp met een frequentie van 5 Hz. De tijd tussen twee opeenvolgende opnames is dus 0,2 s. Langs het hellend vlak waarover de auto beweegt, is een meetlat gelegd. Daarop kun je de afgelegde afstand aflezen.

 

Voorbeeld
Hoe groot is de afstand die de auto aflegt in de eerste 0,6 seconden?
Ga ervan uit dat de eerste foto werd genomen toen de beweging begon.

De eerste foto is genomen op t1 = 0s. De tweede foto is genomen op t2 = 0,2s, de derde op t3 = 0,4s en de vierde op t4 = 0,6s. De neus van het autootje bevond zich op de vierde foto op 36 cm van het startpunt. De afgelegde afstand na 0,6 seconden is dus 36cm = 0,36m.

 

Een (s,t)-diagram maken
Je kunt de qeqevens uit een stroboscopische foto verwerken tot een (s,t)-diagram. Daarbij ga je als volgt te werk:

  1. Lees uit de foto af hoe groot de afgelegde afstand (s) is op verschillende tijdstippen (t).
  2. Noteer de gegevens over de tijd en de afgelegde afstand in een tabel: de tijd links en de afgelegde afstand rechts.
  3. Teken het (s,t)-diagram met behulp van de gegevens in de tabel.

Hiernaast is het (s,t)-diagram getekend van het autootje langs de helling. Langs de horizontate as staat de tijd en langs de verticale as staat de afgelegde afstand. Controleer zelf of het (s,t)-diagram klopt met de gegevens die je uit de foto kunt aflezen.

 

De gemiddelde snelheid
Als je door een drukke stad fietst, kun niet steeds dezelfde snelheid aanhouden. Je moet remmen, stoppen, wachten voor een
stoplicht, weer snelheid maken enzovoort. In afbeelding 2 zie je het (s,t)-diagram van zo'n beweging.

Vaak is het handig om je gemiddelde snetheid te kennen. Je krijgt dan een indruk hoe snelje eigenlijk vooruit gekomen bent, over de hele beweging gerekend. Je kunt de (Vgem) van een beweging berekenen met de formule:

In dit geval kun je s en t aflezen uit het (s,t)-diagram. Als je s invult in meters en t in seconden, vind je de gemiddelde snelheid in m/s.
Wil je weten hoe groot de snelheid is in km/h, dan vermenigvuldig je de uitkomst met 3,6. Er geldt immers:

 

 

 

 

 

 

 

Voorbeeld
Jenny Wolf schaatste op 11 december 2009 een wereldrecord op de 500 meter. Haar tussentijd na 100 meter was 10,19s, de eindtijd 37,00s.
Bereken de gemiddelde snelheid in km/h over de eerste 100 meter en over de hele 500 meter.