Menselijke draaitol

Ontdek hoe kunstschaatsers zo snel kunnen draaien
Hoe kunnen kunstschaatsers en balletdansers zo snel rondjes draaien? Ontdek de wetenschap hierachter en draai zelf supersnelle rondjes, maar pas op dat je niet duizelig wordt!
Menselijke draaitol 2

Opgelet

Zorg dat er niets breekbaars in de buurt staat.

Wat heb je nodig?

  • stoel die kan ronddraaien
  • twee halters (of andere massa’s, bijvoorbeeld brikken melk)
  • een stabiel persoon

Aan de slag!

Stap 1: Zet een persoon op de stoel die kan ronddraaien. Zorg dat hij/​zij met de voeten de grond niet raakt.

Stap 2:
Laat de proefpersoon de armen strekken en geef in elke hand een halter.

Stap 3:
Begin met de stoel te draaien en laat de persoon op een bepaald moment de halters tegen het lichaam houden.

Wat gebeurt er?

De persoon begint sneller te draaien wanneer hij/​zij de armen dichter tegen het lichaam houdt. Strekt de persoon zijn/​haar armen terug, dan gaat hij/​zij terug trager.

Hoe zit dat?

Hoewel de persoon in beide gevallen dezelfde massa heeft (inclusief gewichten), is die massa niet op dezelfde manier verdeeld. Wanneer meer massa aan de buitenkant zit (de armen gestrekt met de halters), is er meer energie nodig om die massa in een grote cirkel te doen ronddraaien. De halters aan de buitenkant moeten meer afstand afleggen dan wanneer de armen tegen het lichaam gehouden worden. Met alle massa aan de binnenkant, is er veel minder energie nodig om dezelfde afstand af te leggen. Alle energie die eerst nodig was om de massa aan de buitenkant aan het draaien te brengen, kan nu gestoken worden in het kleine cirkeltje. Gevolg: de persoon draait nu veel sneller, met dezelfde hoeveelheid energie.

Kunstschaatsers maken handig gebruik van dit gegeven. Ze zetten een pirouette in met hun armen wijd uitgestrekt, om daarna hun armen dicht bij hun lichaam te trekken. Zo kunnen ze supersnelle pirouettes maken. En ook heel snel weer stoppen met draaien door hun armen te strekken, zodat ze aan de volgende oefening kunnen beginnen.

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 13.12: De leerlingen voeren een oplossingsstrategie systematisch uit i.f.v. een onderzoek of een probleem.
A-stroom / B-stroom 13.13: De leerlingen formuleren een antwoord op een onderzoeksvraag of hypothese aan de hand van aangereikte richtlijnen.
Fysica:
F10 De leerlingen kunnen de wet van behoud van energie formuleren en illustreren met voorbeelden
Fysica:
F8 De leerlingen kunnen de beweging van een voorwerp beschrijven in termen van positie, snelheid en versnelling (eenparig versnelde en eenparig cirkelvormige beweging).
F9 De leerlingen kunnen de wet van behoud van energie toepassen.