Slaan oor na inhoud
Graad 12 · Meganika · Vraestel 1

Bewegingsgrafieke vir vertikale beweging en bonse

Skets en lees posisie–tyd-, snelheid–tyd- en versnelling–tyd-grafieke vir ’n bal wat gegooi word, val en bons, en gebruik gradiënte en oppervlaktes om hoogtes en spoede te bereken.

’n Tekenkonvensie kies

Kies op (of af) as positief en hou dit vir die hele vraag. Met op as positief is die versnelling weens swaartekrag −9,8 m·s⁻² te alle tye terwyl die bal in die lug is, of dit opbeweeg, by die top is, of afbeweeg.

Wat elke grafiek wys

GrafiekGradiënt geeOppervlakte geeVorm vir vryval
Posisie–tydSnelheid—Parabool (kurwe)
Snelheid–tydVersnellingVerplasingReguit lyn, gradiënt −9,8 m·s⁻²
Versnelling–tyd—Verandering in snelheidHorisontale lyn by −9,8 m·s⁻²

’n Bal wat bons

’n Bal wat op die vloer laat val word (op positief):

Uitgewerkte voorbeeld: ’n bal wat laat val word

✏️ Bal van 1,8 m laat val, bons teen 4,0 m·s⁻¹ terug
1Spoed by impak: vf² = vi² + 2aΔy = 0 + 2(9,8)(1,8) → vf = 5,94 m·s⁻¹ afwaarts.
2Tyd om te val: Δt = Δv/a = 5,94 ÷ 9,8 = 0,61 s.
3Hoogte ná die bons: 0 = 4,0² − 2(9,8)Δy → Δy = 0,82 m.
4Die terugbonsspoed (4,0 m·s⁻¹) is minder as die impakspoed (5,94 m·s⁻¹), dus het kinetiese energie verlore gegaan: die bons is onelasties.
Kontrolelys vir grafieksketse: benoem albei asse met hoeveelhede en eenhede; merk bekende waardes (tye, snelhede); teken parallelle lyne vir die vryvalgedeeltes; wys hoe die snelheid by die bons van negatief na positief spring; maak die tweede piek laer as die bons onelasties is.
0/8
Gaan die verduidelikings hierbo na.
Antwoord in jou oefeningboek en maak dan elke memorandum oop om jou werk na te sien.
Vraag 1 · (3 punte)
Beskryf die versnelling–tyd-grafiek van ’n bal wat opwaarts gegooi word en dan terugval na die gooier se hand (neem op as positief).
Wys memorandum
’n Horisontale reguit lyn ✓ by a = −9,8 m·s⁻² ✓ vir die hele tyd wat die bal in die lug is (geen verandering by die hoogste punt nie) ✓.
Vraag 2 · (6 punte)
’n Bal word van ’n hoogte van 2,5 m laat val en bons met ’n spoed van 5 m·s⁻¹ terug. (a) Bereken die spoed net voor impak. (b) Bereken die maksimum hoogte ná die bons. (c) Is die bons elasties? Verduidelik.
Wys memorandum
(a) vf² = 0 + 2(9,8)(2,5) ✓ → vf = 7 m·s⁻¹ ✓
(b) 0 = 5² − 2(9,8)Δy ✓ → Δy = 1,28 m ✓
(c) Onelasties ✓: die terugbonsspoed is minder as die impakspoed, dus gaan kinetiese energie verlore ✓.
Vraag 3 · (4 punte)
Skets ’n snelheid–tyd-grafiek (op positief) vir die bal in vraag 2, van vrylating totdat dit sy maksimum hoogte ná die bons bereik. Benoem die sleutelwaardes.
Wys memorandum
Reguit lyn van 0 tot −7 m·s⁻¹ ✓ wat by t ≈ 0,71 s eindig; byna vertikale sprong na +5 m·s⁻¹ ✓; reguit lyn van +5 tot 0 ✓ parallel aan die eerste lyn (dieselfde gradiënt) ✓.
Vraag 4 · (3 punte)
Verduidelik waarom die versnelling–tyd-grafiek ’n groot positiewe piek op die oomblik van die bons wys.
Wys memorandum
Tydens kontak oefen die vloer ’n groot opwaartse normaalkrag op die bal uit ✓ vir ’n baie kort tyd ✓, dus is die netto krag en dus die versnelling groot en opwaarts (positief) ✓.