Kan een rondel de val van een mok breken?

De vallende mok die niet valt
Wind je niet op! Of toch wel?!
Vallende mok 4

Wat heb je nodig?

  • Touw van ongeveer 1 meter
  • Mok
  • Rondel (of kleine moer)
  • Stevig stokje
Vallende mok 5

Aan de slag!

Stap 1: Knoop aan één uiteinde van je touw de rondel stevig vast.

Stap 2: Knoop aan het andere uiteinde je mok stevig vast.

Stap 3: Hou het touw aan de rondel vast in één hand en hef de andere kant (met de mok) op met je stokje. De mok met touw moet dus nét over je stok hangen, terwijl je met je ander hand het touw gestrekt vasthoudt. Zorg dat je hand met de stok waar het touw over rust net iets hoger is dan je hand met de rondel. 

Stap 4: Laat de rondel los. Hierdoor zal de mok naar beneden beginnen vallen. Valt de mok op de grond? 

Vallende mok 3

Wat gebeurt er?

De mok valt NIET op de grond, maar blijft hangen aan het touw dat zich rond je stokje heeft gedraaid. 

Hoe zit dat?

We zien een aantal verschillende wetenschappelijke principes tegelijkertijd optreden. Zowel de mok als de rondel vallen naar beneden toe door de zwaartekracht. Omdat de rondel via het touw aan de (veel zwaardere) mok bevestigd is, wordt die ook naar de stok toegetrokken. Daardoor beweegt de rondel in een boog richting de stok. De rondel draait dan rond de stok en doordat de afstand tussen rondel en stok steeds kleiner wordt, gaat de rondel steeds sneller errond draaien. Dat noemen we ook wel de wet van behoud van impulsmoment.

Waarom is dat voldoende om de mok tegen te houden? Dat heeft te maken met de wrijving van het touw en de stok. De wrijving tussen het touw en de stok wordt per winding steeds groter. Er zijn maar een viertal windingen nodig om de val van de mok te breken.

Waar kom je dat nog tegen?

De wet van behoud van impulsmoment herkennen we bijvoorbeeld van kunstschaatsers. Wanneer zij een pirouette doen en rond hun as draaien met hun armen open, halen ze heel wat snelheid. Maar als ze dan hun armen intrekken, zullen ze nog een heel stuk sneller beginnen draaien!

De exponentiële kracht van windingen in een touw, zien we veelvuldig gebruikt worden bij het vastmaken van zeilen en andere zaken op bijvoorbeeld een zeilboot. Daar kan een goed gewonden touw zelfs de wind de baas!

Shutterstock 1947429616
Wiskunde, exacte wetenschappen en technologie:
A-stroom 6.24: De leerlingen leiden de uitwerking van krachten af uit authentieke contexten.
A-stroom 6.25: De leerlingen onderzoeken het verband tussen snelheid, afstand en tijd.
B-stroom 6.14: De leerlingen geven voorbeelden van de uitwerking van krachten in authentieke contexten.
Leercompetenties:
A-stroom / B-stroom 13.13: De leerlingen formuleren een antwoord op een onderzoeksvraag of hypothese aan de hand van aangereikte richtlijnen.