Oefeningen Fysica
Reeks 1 – Kinematica:
1. Een raket wordt verticaal omhoog geschoten. De motor zorgt gedurende 7s voor een
constante versnelling van 8m/s2. Hoe hoog geraakt de raket? (356m)
2. De afstuderende masterstudenten biomedische wetenschappen krijgen op hun proclamatie
in de Aula een academisch hoedje dat ze op het einde van de proclamatie in de lucht mogen
gooien. Stel dat het hoedje verticaal in de lucht wordt gegooid vanaf een hoogte van 1,75m
en met een snelheid van 7,5m/s.
a. Wanneer valt het hoedje op de grond? (1,74s)
b. Wat is de snelheid van het hoedje net voordat het de grond raakt? (9,52m/s)
c. Hoeveel bedraagt de totale afgelegde weg door het hoedje? (7,49m)
3. Op een vlak golfterrein slaat een golfer een bal weg met een beginsnelheid van 30m/s onder
een hoek van 40° boven de horizontale.
a. Hoe lang is de bal in de lucht? (3,93s)
b. Hoever in horizontale richting komt de bal neer? (90,3m)
c. Bereken de grootte en de richting van de snelheid van de bal net voor hij landt.
(30m/s – -40°)
d. Hoe lang is de bal in de lucht indien de landingsplaats nu 5m hoger ligt dan de
startplaats en hoever in de horizontale richting komt de bal dan neer? (3,65s –
83,9m)
4. Een vinylplaat met een diameter van 25,00cm maakt 75,00 omwentelingen per minuut.
a. Hoe groot is de lineaire snelheid van een punt op de rand van de vinylplaat?
(0,981m/s)
b. Hoe groot is de versnelling van een punt op de rand van de vinylplaat? (7,71m/s2)
c. In 10s komt de vinylplaat eenparig tot rust. Wat is de versnelling op het moment dat
de frequentie 25omw/min bedraagt? (0,864m/s2)
5. 2 puntmassa’s bewegen naar elkaar toe. De eerste puntmassa vertrekt op de plaats x = -25m
met een constante snelheid van 10m/s. De tweede puntmassa vertrekt 2 seconden later met
een constante snelheid van 6m/s. Waar moet de tweede puntmassa vertrekken opdat het op
x = 14m zou botsen met de eerste puntmassa? (25,4m)
6. De straal van de baan van de aarde om de zon is 150 miljoen kilometer. Bepaal de snelheid
en de versnelling van de aarde in haar baan om de zon. (29,9 x 103m/s - 5,96 x 10-3m/s2)
7. Om de hoogte van een vlaggenstok te bepalen, gooit Tom een bal recht omhoog en hij meet
de tijd. Hij ziet dat de bal 0,5s nadat hij de bal opgooide zich bij de bovenkant van de mast
bevindt en na in totaal 4,1s daar opnieuw passeert. Hoe hoog is de mast ten opzichte van
het punt waar hij de bal opgooide? Verwaarloos de luchtwrijving. (10,1m)
8. Elodie en Kim doen mee aan een loopwedstrijd. Op 25m voor de eindstreep heeft Elodie een
snelheid van 6,5m/s. Op dat moment bevindt Kim zich op 20m van de eindstreep en loopt ze
aan een snelheid van 7,5m/s. Kim denkt dat ze zal winnen en gaat gedurende het resterende
deel van de loopwedstrijd langzamer lopen met een constante vertraging van 0,5m/s2.
Hoeveel bedraagt de versnelling van Elodie als ze tegelik met Kim over de einstreep wil
komen? (1,34m/s2)
,9. Lien staat op een balkon 38,6m boven de grond. Pedro bevindt zich wat verder op de grond.
Vanop het balkon gooit Lien een bal naar Pedro. De bal vertrekt 1,4m boven het balkon met
een hoek van 37° onder de horizontale. Pedro vangt de bal 2,0s later.
a. Hoe ver van de muur van het gebouw staat Pedro? (27,1m)
b. Onder welke hoek (met de horizontale) bewoog de bal op het ogenblik dat Pedro de
bal vangt? (-65,6°)
10. Een projectiel wordt vanaf de grond naar de top van een klif gelanceerd. De klif bevindt zich
150m verder en is 80m hoog. Het projectiel landt 5,5s nadat het is afgevuurd op de top van
de klif.
a. Hoeveel bedraagt de grootte van de beginsnelheid van het projectiel? (49,7m/s)
b. Onder welke hoek met de horizontale werd het projectiel afgeschoten? (56,7°)
11. Een autorijder wil over 10 auto’s springen die naast elkaar geparkeerd staan.
a. Wat is de minimale horizontale snelheid waarmee de motorrijder het platform moet
afrijden om de sprong tot eens goed einde te brengen (en dus over het dak van de
laatste auto te geraken? (29,7m/s)
b. Na welke tijd passeert de motorrijder het dak van de laatste auto? (1,01s)
c. Hoe ver van het platform komt de motorrijder uiteindelijk neer? (34,2m)
12. Bij het serveren probeert Kirsten Flipkens de tennisbal horizontaal te raken. Ze wil dat de bal
net binnen het opslagveld landt.
a. Welke minimumsnelheid is nodig om de bal over het 0,9m hoge net te krijgen?
(20,8m/s)
b. Waar komt de bal terecht als hij precies over het net gaat? (14,9m)
c. Met welke snelheid passeert de bal het net? (21,5m/s)
13. In een bocht met een straal van 160m verlaagt een Formule 1 piloot zijn snelheid eenparig
van 90,0m/s tot 75,0m/s in 2,00s. Bereken de grootte van de versnelling van de auto op het
ogenblik dat de snelheid 80,00m/s is. Verwaarloos de wrijving. (40,7m/s2)
14. Twee torens staan 60m van elkaar verwijderd. Beide torens zijn 115m hoog. Op hetzelfde
moment wordt van beide torens een bal in horizontale richting naar elkaar toe afgeschoten.
De baan van beide ballen ligt in één verticaal vlak zodat de banen elkaar snijden. De
beginsnelheid van bal 1 is 5m/s en de beginsnelheid van bal 2 is 10m/s. Verwaarloos de
luchtweerstand. Op welke hoogte boven de grond zullen de ballen elkaar treffen? (36,5m)
,15. Een speelgoedraket wordt vanaf de grond verticaal naar boven gelanceerd. Tijdens zijn
beweging passeert de raket een 2m hoog raam, waarvan de onderkant van het raam zich op
10m boven de grond bevindt. De raket heeft 0,2s nodig om de 2m hoogte van het raam de
passeren.
a. Met welke snelheid werd de raket gelfanceerd? (17,8m/s)
b. Wat is de maximale hoogte die de raket bereikt? (16,1m)
16. Terwijl Pepe, een clown, springt op een trampoline, verliest Vicky, een koorddanser, haar
evenwicht en valt recht naar beneden. Op het moment dat Vicky begon te vallen, bewoog
Pepe naar boven met een snelheid van 15m/s en bevond zich net boven de trampoline. Pepe
vangt Vicky na 1,0s.
a. Welke afstand heeft Vicky afgelegd wanneer Pepe haar vangt? (4,91m)
b. Wat is Vicky’s snelheid op het moment dat Pepe haar vangt (9,81m/s)
c. Hoe ver boven de trampline bevindt het touw zich? (15,0m)
17. Een bestuurder rijdt 64km/h in een zone 50. Een stilstaande politiewagen achtervolgt de
bestuurder van zodra de wagen van de bestuurder op dezelfde hoogte komt. De wagen heeft
een constante snelheid, de politiewagen heeft een versnelling van 4,5m/s2.
a. Wanneer haalt de politiewagen de bestuurder in? (7,9s)
b. Wat is de afgelegde weg van de bestuurder? (141,6m)
c. Wat is de snelheid van de politiewagen bij het moment van inhalen? (35,6m/s)
18. Tijdens de proclamatie gooien studenten hun hoedje in de lucht. Stel dat het hoedje
verticaal in de lucht gesmeten wordt met een beginhoogte van 1,75m en een snelheid van
7,5m/s.
a. Wanneer valt het hoedje op de grond? (1,74s)
b. Wat is de snelheid van het hoedje wanneer deze de grond raakt? (9,52m/s)
c. Wat is de totale afgelegde weg van het hoedje? (7,48m)
19. Een kogel wordt weggeschoten vanop een hoogte van 2m onder een hoek van 51° boven de
horizontale en met een beginsnelheid van 11,8m/s.
a. Wanneer raakt de kogel de grond? (2,0s)
b. Wat is de totale afgelegde weg van de kogel? (15,4m)
20. Een persoon springt over een ravijn. De te overbruggen afstand bedraagt 4,10m en de
persoon komt 2,75m lager terecht dan de hoogte van waarop hij sprong.
a. Wat is de minimale snelheid nodig om de sprong te halen? (5,47m/s)
b. Indien de snelheid 6m/s bedraagt, waar komt hij dan terecht en wat bedraagt de
snelheid bij de landing? (4,5m – 9,49m/s)
, Reeks 2 – Dynamica:
THEORETISCH INTERMEZZO:
Wanneer sin/cos nemen?
21. Bij het nemen van een vlakke bocht beschrijft een auto een eenparig cirkelvormige beweging met
straal r=20m. Hoe groot mag de snelheid van de auto zijn om niet uit de bocht te vliegen wanneer
de statische wrijvingscoë iciënt tussen de banden en wegdek µs=0,6? (10,8m/s)
22. Een skiër glijdt vanuit rustpositie een helling van 30° met de horizontale af met lengte 50m. Met
welke snelheid komt hij beneden wanneer de kinetische wrijvingscoë iciënt van de skilatten met
de piste 0,05 bedraagt? Verwaarloos de luchtweerstand. (21m/s)
23. Een barman schuift een pint bier horizontaal over de bar naar een student toe met een
beginsnelheid van 3,5m/s. De pint komt tot stilstand na 2,8m. Bereken de kinetische
wrijvingscoë iciënt. (0,22)
24. Een kind op een slee heeft een duwtje gekregen waardoor hij opwaarts op een helling beweegt.
Deze helling ligt volledig bedekt met ijs en kan hierdoor beschouwd worden als wrijvingloos. Het
kind heeft een massa van 22,70kg en de slee van 3,30kg. Het kind houdt zich stevig vast aan de
slee, valt hier niet af, en de helling maakt een hoek van 15,50° met de horizontale.
a. Wat is de grootte van de versnelling van het kind als deze de helling op beweegt (2,62m/s2)
b. Hoe ver op de helling zal dit kind geraken als zijn beginsnelheid 2,00m/s is? (0,76m)
25. Het handvat van een grasmaaier (m=26kg) maakt een hoek van 30° met de horizontale. De
wrijvingscoë iciënt tussen de grasmaaier en het gras bedraagt 0,65. Met welke kracht moet je
duwen in de richting van het handvat zodat de grasmaaier met een constante snelheid wordt
geduwd (306N)
26. Een bal aan een draad beschrijft met constante snelheid een verticale cirkelbaan met een straal
van 80,00cm. De snelheid van de bal is 3,00m/s en de massa is 400,00g. Bereken de spankracht
in de draad op het moment dat de bal zich:
a. In het bovenste punt van zijn baan bevindt. (0,576N)
b. In het onderste punt van zijn baan bevindt. (8,42N)
c. Indien diezelfde bal nu een horizontale cirkelbaan beschrijft met eenzelfde straal en een
hoe van 75° maakt met de horizontale, hoeveel bedraagt dan de hoeksnelheid?
(1,81rad/s)
