Profielwerkstuk voetbal & natuurkunde - KNAW Onderwijsprijs

5 Videometen
5.1 Soort experiment:
Met dit experiment is het de bedoeling dat wij verschillende ballen kunnen afschieten met een
‘schotmachine’. Het gebruik van de schotmachine is noodzakelijk, aangezien we iedere keer dezelfde
kracht op de bal moeten uitoefenen. Het principe van de schotmachine is heel simpel. Het wordt als
het ware een slingerbeweging met bovenin een zwaarte‐energie. Deze zwaarte‐energie is daar
maximaal, terwijl de kinetische energie daar 0 is. Beneden zal de zwaarte‐energie 0 zijn en de
kinetische energie maximaal zijn. Bij het raken van de bal zal een deel van deze kinetische energie
overgedragen worden op de bal waarna de bal telkens met eenzelfde kracht zal worden afgeschoten.
Ons experiment zullen wij in de zaal uit gaan voeren aangezien op een voetbalveld de
omstandigheden (vooral de weers‐) niet constant zijn als je een aantal uur aan het meten bent. In de
zaal hebben wij in ieder geval niet te maken met wind die invloed heeft op de luchtweerstand
waardoor het conclusies trekken makkelijker zal worden en iedere bal onder dezelfde condities zal
worden afgeschoten.
De schoten met de schotmachine worden vervolgens vanaf verschillende standen gefilmd (figuur 5.1
en 5.2). Ten eerste zullen we een camera neerzetten die een zijaanzicht zal filmen voor de
verplaatsing in de z‐ en y‐richting. Daarnaast zullen we een camera recht tegenover de schotmachine
(uiteraard aan de andere kant van de zaal) neerzetten zodat we ook de verplaatsing in de z‐ en de x‐
richting nauwkeurig kunnen volgen. Ten slotte willen de balbaan van bovenaf filmen, om een
eventueel Magnus effect waar te kunnen nemen. Dit gaan we doen door één camera stabiel in
houten bakje tussen een van de paren ‘ringen’ te bevestigen, omdat deze ringen bijna tot het
plafond opgetakeld kunnen worden.
Camera 2
Camera 3 (in
de ringen)
Camera 1
Mogelijke balbaan
(standpunt camera 3)
Schotmachine
Figuur 5. 1 Vereenvoudigde weergave van opstelling experiment en filmgebieden camera’s
Iedere bal zullen we meerdere malen afschieten en filmen zodat we van deze banen het gemiddelde
kunnen nemen zodat we de eventuele meetfouten zoveel mogelijk voorkomen. De gemaakte
filmpjes zullen we gaan analyseren met behulp videometen in het programma Coach 6.
Met behulp van dit programma zullen wij de snelheden van de verschillende ballen gaan vergelijken.
Daarnaast zullen we de werkelijke balbanen (vanuit de verschillende standpunten) met elkaar
© Mike van Oppen & Richard Post 22