Snelheid
Snelheid zegt hoeveel afstand je aflegt per tijdseenheid. Met v=
Je kunt hier meteen beginnen: je hebt geen voorkennis nodig.
Waarom
Een tram van De Lijn rijdt 30 km/h, een topsprinter loopt 10 m/s. Wie is het snelst?
Dat zie je niet meteen, want de twee snelheden staan in een andere eenheid. Kilometer per uur en meter per seconde zijn allebei een afstand gedeeld door een tijd, maar met andere maten.
Reken je 10 m/s om, dan krijg je 10×
Zie het
Schuif met de afstand en de tijd en druk op start. Lees de snelheid af in m/s en in km/h, en vergelijk de fietser met de schim die naast hem meeloopt.
- 5 km/h wandelen
- 18 km/h fietsen
- 30 km/h tram
- 50 km/h auto in de stad
Beschrijving van het beeld
Een rechte baan met een fietser die 600 m aflegt in 120 s. Daaronder staat de snelheid: 5 m/s, dat is 18 km/h. Een doorschijnende wandelaar van 5 km/h is op hetzelfde moment pas op ongeveer 167 m.
Snap het
Snelheid vertelt hoe snel je van plaats verandert: hoeveel meter of kilometer je aflegt in één seconde of in één uur. Wie in dezelfde tijd meer afstand aflegt, is sneller.
In de wetenschap noemen we de afstand s, de tijd t en de snelheid v (van het Latijnse velocitas). De snelheid is de afstand gedeeld door de tijd: v=
Je kunt snelheid in verschillende eenheden schrijven. Op de weg gebruiken we kilometer per uur (km/h), in de wetenschap vaak meter per seconde (m/s). Een uur heeft 3600 seconden, dus 1 m/s is 3600 m per uur, of 3,6 km/h. Van m/s naar km/h vermenigvuldig je met 3,6, van km/h naar m/s deel je door 3,6.
Bijna niemand rijdt de hele tijd even snel. Je remt voor een kruispunt en versnelt weer. Daarom rekenen we vaak met de gemiddelde snelheid: de totale afstand gedeeld door de totale tijd, stilstaan inbegrepen.
v=
Uitgewerkt voorbeeld
Lotte fietst naar school. Ze legt 9 km af in 30 minuten. Hoe snel fietst ze gemiddeld, in km/h en in m/s?
Schrijf de tijd in uur, want je wilt km/h.
30min=
0,5h Deel de afstand door de tijd. Het antwoord is in km/h.
v=
9: 0,5= 18 Van km/h naar m/s deel je door 3,6. Het antwoord is in m/s.
18:
3,6= 5 Controle: in 1 s legt ze 5 m af, in 1800 s (30 minuten) dus 5×
1800= 9000 m. Dat is 9 km, het klopt. - Antwoord
Lotte fietst gemiddeld 18 km/h, dat is 5 m/s.
Doe het
Kies een niveau. Je krijgt telkens een nieuwe opgave, die meteen nagekeken wordt.
Misvattingen
Fout: Je rijdt eerst aan 10 km/h en daarna aan 30 km/h, dus je gemiddelde snelheid is 20 km/h.
Dat klopt alleen als je even lang aan elke snelheid rijdt. Rijd je over even lange stukken, dan ben je veel langer traag dan snel.
Juist: Deel de totale afstand door de totale tijd. Twee keer 10 km: 1 uur plus 20 minuten, dus 20 km in 4/3 uur. Dat is 15 km/h.
Fout: Om km/h om te zetten naar m/s, vermenigvuldig je met 3,6.
Eén meter per seconde is sneller dan één kilometer per uur. Een snelheid in m/s is dus een kleiner getal dan dezelfde snelheid in km/h.
Juist: Van km/h naar m/s deel je door 3,6: 36 km/h is 10 m/s. Van m/s naar km/h vermenigvuldig je met 3,6.
Fout: Wie 50 km/h rijdt, rijdt 50 km ver.
Een snelheid is geen afstand. Ze zegt hoeveel je zou afleggen als je een heel uur zo snel bleef rijden.
Juist: Aan 50 km/h leg je in 6 minuten, een tiende van een uur, 5 km af. De afstand hangt ook af van de tijd: s=
v× t.
Proef thuis
Hoe snel rolt een knikker?
Wat je nodig hebt
- een knikker of een speelgoedautootje
- een meetlint of een rolmeter
- plakband om start en finish te markeren
- een gsm met een stopwatch
- een plank of een stuk karton en een paar boeken voor een kleine helling
- pen en papier
Zo doe je het
- Plak een startlijn op de vloer en een finishlijn precies 2 meter verder.
- Leg de plank schuin tegen een paar boeken, vlak voor de startlijn. Zo rolt de knikker al als hij de startlijn passeert.
- Laat de knikker los bovenaan de helling. Start de stopwatch als hij over de startlijn rolt en stop ze aan de finish.
- Doe dit drie keer en neem het gemiddelde van de drie tijden.
- Reken de snelheid uit met v=
s/t. Rolt hij bijvoorbeeld 2 m in 1,6 s, dan is v= 2: 1,6= 1,25 m/s. Maal 3,6 geeft 4,5 km/h. - Leg er een boek bij zodat de helling steiler wordt en meet opnieuw.
Veilig: Werk op een vrije vloer waar niemand over de plank kan struikelen. Raap de knikkers achteraf op, zodat niemand erop uitglijdt, en houd ze weg van kleine kinderen.
Wat zie je, en waarom?
Je meet de gemiddelde snelheid over 2 meter. Een steilere helling geeft een hogere snelheid. Je reactietijd met de stopwatch is ongeveer twee tienden van een seconde, daarom meet je meer dan één keer.
In het echt
- Op veel wegen in Vlaanderen staat een trajectcontrole. Een camera noteert wanneer je aan het begin voorbijrijdt, een tweede camera wanneer je aan het einde voorbijrijdt. Afstand gedeeld door tijd geeft je gemiddelde snelheid.
- Op de autosnelweg mag je in België hoogstens 120 km/h rijden. Dat is ongeveer 33 m/s: in één seconde rijdt een auto een derde van een voetbalveld ver.
- Een tram van De Lijn stopt vaak aan haltes en lichten. Zijn gemiddelde snelheid is daardoor veel lager dan de snelheid tussen twee haltes.
- In een zone 30 rond een school rijdt een auto hoogstens 30 km/h, ongeveer 8 m/s. Zo heeft de chauffeur meer tijd om te remmen.
Geschiedenis
Op 5 mei 1835 reed in België de eerste trein voor reizigers op het Europese vasteland, tussen Brussel en Mechelen. Reizen ging voortaan veel sneller dan met paard en koets. Treinen moesten daarna op tijd rijden, en daarvoor moest iedereen goed kunnen rekenen met afstand, tijd en snelheid.
Aan tafel
Hoe ver is het van thuis naar school, en hoe lang doen jullie erover? Wat is dan jullie gemiddelde snelheid, met de fiets en met de auto?
Een vraag om samen over te praten, voor ouders en kinderen. Er is geen fout antwoord.