Test je kennis van vrije valbewegingen met de 10 vragen De volgende. Bekijk de opmerkingen na de feedback om uw vragen beantwoord te krijgen.
Gebruik voor berekeningen de formules:
Vrije valsnelheid: v = g.t
Hoogte in vrije val: h = gt2/2
Torricelli-vergelijking: v2 = 2.g.h
vraag 1
Bekijk de volgende zinnen over de vrije valbeweging en beoordeel als waar (V) of onwaar (F).
IK. De massa van een lichaam beïnvloedt de vrije valbeweging.
II. De snelheid van een vrij vallend lichaam is omgekeerd evenredig met de duur van de beweging.
III. Lokale zwaartekrachtversnelling werkt op lichamen in vrije val.
IV. In een vacuüm vallen een veer en een golfbal met dezelfde vrije valsnelheid.
De juiste volgorde is:
a) V, F, F, V
b) F, V, F, F
c) F, F, V, V
d) V, F, V, f
Correct alternatief: c) F, F, V, V.
IK. ONWAAR. Vrije val wordt beïnvloed door de versnelling van de lokale zwaartekracht en daarom zouden lichamen met verschillende massa's tegelijkertijd de grond bereiken, waarbij de wrijvingskracht van de lucht wordt genegeerd.
II. ONWAAR. De snelheid is recht evenredig, omdat deze tijdens een vrije val met een constante snelheid toeneemt. Let op de onderstaande formule.
V = g.t
Vergelijk de valtijd van twee lichamen, C1 en C2, met snelheden van respectievelijk 20 m/s en 30 m/s:
III. ECHT. Bij vrije val werkt de zwaartekracht op de lichamen, die niet onderhevig zijn aan andere krachten zoals weerstand of wrijving.
IV. In dit geval is de enige kracht die op hen inwerkt de versnelling van de zwaartekracht, omdat ze onder invloed staan van dezelfde kracht, zullen ze tegelijkertijd aankomen.
vraag 2
Met betrekking tot de vrije valbeweging is het ONJUIST om te stellen dat:
a) Grafisch is de variatie van de snelheid in relatie tot de tijd een stijgende rechte lijn.
b) De vrije valbeweging is gelijkmatig gevarieerd.
c) De baan van een lichaam in vrije val is recht, verticaal en naar beneden gericht.
d) Het lichaam in vrije val vertoont een versnelling die met een constante snelheid toeneemt.
Onjuist alternatief: d) Het lichaam in vrije val heeft een versnelling die met een constante snelheid varieert.
Bij vrije valbeweging is de versnelling constant, die met een constante snelheid toeneemt.
Omdat het een gelijkmatig gevarieerde beweging is, is de grafiek van snelheid versus tijd van de vrije valbeweging een recht omhooggaand.
De beginsnelheid in de vrije valbeweging is nihil. Wanneer het lichaam wordt verlaten, volgt het een recht, verticaal en naar beneden gericht traject.
vraag 3
Onder zwaartekracht versnelling van 10 m/s2, wat is de snelheid waarmee een druppel water uit de kraan valt op een hoogte van 5 m, gezien het feit dat het vanuit rust is begonnen en de luchtweerstand nihil is?
a) 5 m/s
b) 1 m/s
c) 15 m/s
d) 10 m/s
Correct alternatief: d) 10 m/s
Voor deze vraag gebruiken we de formule de Torricelli-vergelijking.
Daarom krijgt een val vanaf 5 meter hoogte een snelheid van 10 m/s.
vraag 4
Hoe lang duurt het ongeveer voordat een vrucht die van een boom is gevallen, op een hoogte van 25 m, de grond bereikt? Verwaarloos de luchtweerstand en beschouw g = 10 m/s2.
a) 2,24 s
b) 3,0 s
c) 4,45 s
d) 5,0 s
Correct alternatief: a) 2,24 s.
Voor deze vraag gebruiken we de formule voor de vrije valhoogte.
Zo zal het fruit dat van de boom valt na 2,24 seconden de grond raken.
vraag 5
Luchtweerstand verwaarlozend, als een vaas die op een balkon stond viel en het 2 seconden duurde om de grond te bereiken, hoe hoog was het object dan? Beschouw g = 10 m/s2.
a) 10 m
b) 20 m
c) 30 m
d) 40 m
Correct alternatief: b) 20 m.
Om te bepalen hoe hoog het object was, gebruiken we de volgende formule.
Daarom bevond het object zich op een hoogte van 20 meter en viel het bij een val in 2 seconden op de grond.
vraag 6
Een bowlingbal viel van een balkon 80 meter boven de grond en kreeg een vrije valbeweging. Hoe hoog was de bal na 2 seconden?
a) 60 m
b) 40 m
c) 20 m
d) 10 m
Correct alternatief: a) 60 m.
Met behulp van de ruimtevergelijking per uur kunnen we de positie van de bowlingbal in een tijd van 2 seconden berekenen.
Vervolgens trekken we de totale hoogte af van de eerder berekende hoogte.
h = 80 - 20 m
h = 60 m
Zo stond de bowlingbal 2 seconden na het begin van de beweging op 60 meter.
vraag 7
(UFB) Twee mensen vallen van dezelfde hoogte, één met de parachute open en de andere met gesloten. Wie bereikt het eerst de grond, als het middel is:
a) het vacuüm?
b) de lucht?
Correct antwoord:
a) In een vacuüm zullen beide mensen tegelijkertijd aankomen, aangezien de enige kracht die op hen inwerkt de zwaartekracht is.
b) Bij luchtweerstand zal de persoon met de geopende parachute meer worden beïnvloed, omdat dit een vertragend effect op beweging veroorzaakt. In dit geval zal de laatste als eerste aankomen.
vraag 8
(Vunesp) Een lichaam A valt van een hoogte van 80 m op hetzelfde moment dat een lichaam B verticaal naar beneden wordt gegooid met een beginsnelheid van 10 m/s vanaf een hoogte van 120 m. Luchtweerstand verwaarlozen en zwaartekrachtversnelling beschouwen als 10 m/s2, het is correct om over de beweging van deze twee lichamen te zeggen dat:
a) Beide bereiken de grond op hetzelfde moment.
b) Lichaam B bereikt de grond 2,0 s voordat lichaam A
c) De tijd die lichaam A nodig heeft om de grond te bereiken is 2,0 s korter dan de tijd die B. nodig heeft
d) Lichaam A raakt de grond 4,0 s voordat lichaam B
e) Lichaam B raakt de grond 4,0 s voordat lichaam A
Correct alternatief: a) Beide bereiken de grond op hetzelfde moment.
Laten we beginnen met het berekenen van de tijd van lichaam A.
Nu berekenen we de tijd van lichaam B.
Als we bij een vergelijking van de 2e graad komen, zullen we de formule van Bhaskara gebruiken om de tijd te vinden.
Omdat tijd niet negatief kan zijn, was de tijd van lichaam b 4 seconden, wat gelijk is aan de tijd dat de lichaam A nam en daarom is het eerste alternatief correct: de twee bereiken de grond in hetzelfde ogenblikkelijk.
vraag 9
(Mackenzie-SP) Joãozinho laat een lichaam in rust vanaf de top van een toren. Tijdens een vrije val, met constante g, merkt hij op dat het lichaam in de eerste twee seconden afstand D aflegt. De afstand die het lichaam in de komende 4 s aflegt, is:
a) 4D
b) 5D
c) 6D
d) 8D
e) 9D
Correct alternatief: d) 8D.
De afstand D in de eerste twee seconden wordt gegeven door:
De afstand in de volgende 4 seconden geeft aan dat het lichaam al in 6 seconden beweging was en dus:
De afstand in 4 seconden is dus het verschil tussen H en D.
H - D = 18g - 2g
H - D = 16g
Omdat het antwoord gegeven moet worden in termen van D, aangezien D 2g voorstelt, dan is 16g hetzelfde als 8D, dus alternatief d is correct.
vraag 10
(UFRJ) Een lichaam in vrije val legt een bepaalde verticale afstand af in 2 seconden; daarom zal de afgelegde afstand 6 s zijn
een dubbele
b) drievoudig
c) zes keer groter
d) negen keer groter
e) twaalf keer groter
Correct alternatief: d) negen keer groter.
1e stap bereken de verticale afstand in 2s tijd.
2e stap: bereken de afgelegde afstand in 6 s.
180 m is 9 keer groter dan 20 m. Daarom is alternatief d correct.
Doe meer kennis op door onderstaande teksten te lezen.
- Vrije val
- zwaartekracht
- Verticale lancering
- zwaartekracht versnelling
- gelijkmatig gevarieerde beweging
