Leerdoelen
•Je kunt het verschil uitleggen tussen afgelegde afstand en verplaatsing.
•Je kunt twee manieren beschrijven om een beweging vast te leggen.
•Je kunt een stroboscoopfoto correct aflezen om de afgelegde afstand en tijd te bepalen.
•Je kunt een s,t-diagram maken van de gegevens uit een stroboscoopfoto.
Afgelegde afstand en verplaatsing
De afgelegde afstand is hoeveel afstand een voorwerp in totaal heeft afgelegd. Als je bijvoorbeeld een rondje door je kamer loopt en weer terugkomt op de plek waar je begon, heb je een bepaalde afstand gelopen. De afgelegde afstand is de grootheid die aangeeft hoe lang de totale weg is die je hebt afgelegd. De letter die hierbij hoort is
Dan is er de verplaatsing. Dit is de afstand tussen het beginpunt en het eindpunt van een beweging. Als je dat rondje door de kamer loopt en weer precies op dezelfde plek terugkomt, is je verplaatsing nul! Je bent effectief niet van je plaats gekomen. Stel je voor dat een renner een bocht maakt; de weg die hij echt heeft afgelegd is de bocht, maar zijn verplaatsing is de rechte lijn van zijn startpositie in de bocht naar zijn eindpositie.
Een beweging vastleggen
Een beweging is wanneer iets beweegt. Om zo’n beweging goed te kunnen bestuderen, kunnen we die vastleggen. Er zijn twee belangrijke manieren om dit te doen.
Beweging vastleggen met video
De eerste manier is met een video. Een video bestaat uit heel veel foto's die kort na elkaar worden gemaakt. Er zit een vaste tijd tussen de beelden. Als je bijvoorbeeld filmt met je telefoon, zie je misschien de instelling 'fps' staan, wat staat voor frames per second. Dit geeft aan hoeveel foto's de camera per seconde maakt. Hoe hoger de fps, hoe vloeiender de beweging lijkt.
Beweging vastleggen met een stroboscoopfoto
De tweede manier is met een stroboscoopfoto. Je maakt zo'n foto met een stroboscoop. Een stroboscoop is een speciale lamp die met vaste tijden een felle flits geeft. Op een stroboscoopfoto zie je het bewegende voorwerp alleen op het moment van de flits. Er zit dus steeds precies evenveel tijd tussen elk 'beeld' van het voorwerp op de foto.
Met zo'n foto kun je de afgelegde afstand van het voorwerp meten vanaf het beginpunt tot elke positie waar een flits plaatsvond. Let op dat je hierbij de totale afgelegde afstand meet en niet de verplaatsing. Door de afstanden te meten en te weten hoeveel tijd er tussen elke flits zit, kun je een tabel maken met de tijd en de bijbehorende afgelegde afstand.
Het s,t-diagram (afstand-tijd-diagram)
Als je eenmaal een tabel hebt met tijd en afgelegde afstand, kun je van die gegevens een grafiek maken. Deze grafiek noemen we een s,t-diagram of een afstand-tijd-diagram. In zo'n diagram staat de tijd (t) altijd op de horizontale as (x-as) en de afgelegde afstand (s) op de verticale as (y-as). Met dit diagram kun je vervolgens de snelheid van de beweging bepalen.
Oefenen met het maken van een s,t-diagram
De stroboscoop flitst iedere 0,5 seconde. We willen een s,t-diagram maken van deze foto. Daarvoor volgen we twee stappen: eerst een tabel maken, en dan de grafiek tekenen.
Stap 1: Een tabel maken voor de tijd en afgelegde afstand
We weten dat de stroboscoop iedere 0,5 seconde flitst.
•Bij het eerste plaatje (de start) is de tijd 0 seconden en de afgelegde afstand 0 meter.
•Na de eerste flits, op tijdstip 0,5 s, heeft de eend 1 meter afgelegd.
•Na de tweede flits, op tijdstip 1,0 s, heeft de eend in totaal 2,5 meter afgelegd.
•Na de derde flits, op tijdstip 1,5 s, heeft de eend 5 meter afgelegd.
•Na de vierde flits, op tijdstip 2,0 s, heeft de eend 9 meter afgelegd.
Dit geeft de volgende tabel:
t (s) | s (m) |
|---|---|
0 | 0 |
0,5 | 1 |
1,0 | 2,5 |
1,5 | 5 |
2,0 | 9 |
Stap 2: Het s,t-diagram tekenen
Nu we de tabel hebben, kunnen we de grafiek tekenen.
1.Assen tekenen: Teken een horizontale as (x-as) voor de tijd (t in s) en een verticale as (y-as) voor de afgelegde afstand (s in m).
2.Intervallen kiezen: Zorg voor duidelijke en gelijke stapjes op de assen.
•Voor de tijd (x-as) kunnen we stapjes van 0,5 seconde nemen: 0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0.
•Voor de afstand (y-as) kunnen we stapjes van 1 meter nemen, van 0 tot 9.
3.Punten uitzetten: Zet de gegevens uit de tabel als punten in de grafiek.
4.Lijn trekken: Trek een vloeiende lijn door de punten.
Toepassing
Als wielrenners tegelijk over de finish lijken te komen, wordt er een speciale finishfoto gemaakt. Deze foto wordt precies op het moment gemaakt dat het eerste deel van de fiets (meestal het voorwiel) de finishlijn passeert. Vaak wordt er ook een flits gebruikt om de foto extra duidelijk te maken, vooral bij slecht licht. Op zo'n specifieke foto is precies te zien wie als eerste de finishlijn heeft overschreden, ook al is het maar een fractie van een seconde. Zo wordt precies bepaald wie er gewonnen heeft.
