Sloopkogel: hoogte wordt snelheid

Een educatief simulatiespel. Voorspel hoe snel een sloopkogel zwaait, hoe hard zijn kabel trekt of hoe hoog hij komt, en kijk dan hoe de energiebalken hoogte ruilen voor beweging en terug.

SlingerBehoud van energie

SLOOPKOGEL

Snelheid onderaan

Klaar
Zet JavaScript aan om de kogel te laten zwaaien. De uitleg en het uitgewerkte voorbeeld blijven leesbaar.
Hoogte-energieBewegingsenergieJe voorspellingHoogtes en hoeken
Energie in een zwaaim·g·h = ½·m·v²

Tijd

0.00 s

t

Hoek

— °

θ

Hoogte

— m

h = L·(1 − cos θ)

Snelheid

— m/s

v = √(2·g·Δh)

Trekkracht kabel

— N

m·g·cos θ + m·v² ÷ L

Voorspel voordat je start

Typ je voorspelling om alles klaar te zetten. Start blijft uit tot er een antwoord is.

Voorspel de zwaai.

Missiescore—

Elk antwoord moet binnen 2% kloppen: elk levert 100 punten op. Goed bij de eerste proef geeft 50 extra. Een proef telt zodra hij begint.

✓ Goed antwoord① In één keer

Zo speel je Sloopkogel

  1. Kies een proef en lees op de kaart de kabel, de starthoek of -hoogte, of de snelheid.
  2. Bepaal hoe ver de kogel daalt of stijgt: h = L·(1 − cos θ). Hoogte en snelheid ruilen via m·g·h = ½·m·v².
  3. Typ je voorspelling en druk op Start. De kogel zwaait in echte tijd.
  4. Vergelijk de meter of de hoogte met jouw oranje markering, en kijk hoe de balken energie uitwisselen.

Waarom wordt een zwaaiende kogel sneller?

Een kogel aan een kabel zwaait langs een cirkelboog en verliest naar beneden hoogte. Zonder wrijving wordt de energie die hij in hoogte had bewegingsenergie: m·g·h = ½·m·v², dus zijn snelheid hangt alleen af van hoe ver hij gedaald is, v = √(2·g·h), niet van zijn massa of de weg. Uitslaan tot een hoek θ aan een kabel met lengte L brengt hem h = L·(1 − cos θ) omhoog. Onderaan gaat de kogel het snelst en trekt de kabel het hardst: hij moet het gewicht dragen en de baan ook nog tot een cirkel buigen, wat m·v² ÷ L extra kost. Daarom breken kabels in het laagste punt. Galilei liet zien dat als een pin de draad vangt, de kogel toch terug stijgt tot zijn starthoogte; alleen de hoek verandert. Dezelfde energieboekhouding verklaart achtbanen, schommels en waarom een sloopkogel onderaan het hardst raakt.

Een gericht leermodel

De zwaai wordt voor elke hoek exact berekend, niet alleen voor kleine uitslagen, en loopt in echte tijd vanaf het loslaten tot de kogel aan de andere kant stilstaat of, in de laatste proef, weer onderaan is. Er is geen wrijving of luchtweerstand; de kabel rekt niet en is massaloos, en de kogel van 100 kg telt als een punt. De pin vangt de kabel 1 m onder het ophangpunt. Antwoorden binnen 2% zijn goed. g = 9,8 m/s².

Bij het wisselen van taal blijven je proef, voorspelling, pogingen en voortgang behouden.