Practicum: Snelheid meten en afstand-tijdgrafiek opstellen – Klas 2 HAVO/VWO

In dit practicum voor klas 2 havo/vwo bepaal je de gemiddelde snelheid van een wagen op een baan via lichtpoortjes en stel je een afstand-tijdgrafiek (s-t-diagram) op. Je leert de helling van de grafiek te interpreteren als snelheid en onderscheidt gelijkmatige van versnelde beweging.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de gemiddelde snelheid berekenen via v = Δs / Δt, een afstand-tijdgrafiek tekenen en interpreteren (helling = snelheid), gelijkmatige en versnelde beweging herkennen aan de grafiekvorm, en snelheden omrekenen tussen m/s en km/h.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO/VWO klas 2 | Vak: Natuurkunde | Onderwerp: Beweging – snelheid, afstand-tijdgrafiek, gelijkmatige en versnelde beweging

Benodigdheden

Wagen op een rechte baan (minimaal 1,2 m)
Twee of drie lichtpoortjes met milliseconde-timer of datalogger
Hanggewicht (≈50 g) via katrol voor aandrijving
Liniaal of meetlint
Millimeterpapier of grafiekpapier

Achtergrondinformatie

De gemiddelde snelheid is de afgelegde weg per tijdseenheid: v = Δs / Δt (in m/s). Omrekening: 1 m/s = 3,6 km/h. In een afstand-tijdgrafiek (s op de y-as, t op de x-as) geeft de helling van de grafiek de snelheid aan. Een rechte lijn correspondeert met een constante (gelijkmatige) beweging. Een toenemende helling — een gebogen lijn — wijst op versnelling: de wagen legt in elk volgend tijdsinterval een grotere afstand af.

Werkwijze

Stel twee lichtpoortjes in op posities s₁ = 0,30 m en s₂ = 0,90 m vanaf de startpositie. Optioneel: voeg een derde poortje toe op s₃ = 1,20 m.
Laat de wagen vanuit rust versnellen via het hanggewicht. Noteer de tijden t₁ en t₂ (en t₃) waarop de wagen elk poortje passeert.
Bereken Δs en Δt per deeltraject. Bereken v_gem = Δs / Δt. Noteer in de meettabel.
Herhaal de meting drie keer. Bereken het gemiddelde per deeltraject.
Teken de afstand-tijdgrafiek met de gemiddelde tijden op de x-as en de afstanden op de y-as. Beschrijf de grafiekvorm.

Meettabel

Deeltraject	Δs (m)	Δt meting 1 (s)	Δt meting 2 (s)	Δt meting 3 (s)	Δt gemiddeld (s)	v = Δs/Δt (m/s)
Start → poortje 1	0,30
Poortje 1 → 2	0,60

Verwerkingsvragen

Is de snelheid tussen poortje 1 en 2 groter dan tussen de start en poortje 1? Wat zegt dit over de aard van de beweging?
Reken 108 km/h om naar m/s. Hoe lang doet een auto bij die snelheid over een afstand van 540 m?
In een s-t-diagram heeft een trein een rechte lijn met helling 40 m/s. Bereken de afgelegde afstand in 3,5 minuten.

Uitwerking

Voorbeeldresultaten (hanggewicht 50 g)

Deeltraject	Δs (m)	Δt gem. (s)	v (m/s)
Start → poortje 1	0,30	0,87	0,34
Poortje 1 → 2	0,60	1,20	0,50

V1: v in het tweede deeltraject (0,50 m/s) is groter dan in het eerste (0,34 m/s). De snelheid neemt toe: de wagen versnelt. In het s-t-diagram is de helling toenemend — de grafiek is een gebogen lijn (geen rechte), wat kenmerkend is voor een versnelde beweging.

V2: v = 108 / 3,6 = 30 m/s. t = s / v = 540 / 30 = 18 s.

V3: t = 3,5 min = 210 s. s = v × t = 40 × 210 = 8400 m = 8,4 km.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert lichtpoortjes, dataloggers, wagensets en meetlinten voor bewegingspraktika in het voortgezet onderwijs. Onze producten zijn geschikt voor intensief schoolgebruik.

Bekijk het assortiment mechanica-apparatuur of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.