Doel van de proef: de leerlingen kunnen rekenen met de formule voor snelheid.
Teken een cirkel op het papier. Knip de cirkel uit. Maak er een ‘Chinese hoed’ van (zie foto). Maak er nog een met een grotere cirkel, maar dezelfde inkeping. Maak er ook met een grotere of kleinere inkeping.
Een leerling die op een tafel staat, laat de Chinese hoed van een hoogte van ca. 3 meter vallen, met de punt omlaag. Leg uit dat de snelheid over het eerste stuk toeneemt en daarna constant is. Neem 2 meter als afstand waarover hij met constante snelheid valt. Laat verschillende leerlingen met hun telefoon de tijd meten die hij over die 2 m doet. Laat ze daarmee eerst oefenen door het hoedje een paar keer te laten vallen. Schrijf de metingen op het bord en bepaal daarmee de valtijd. Bereken de valsnelheid in meter per seconde (m/s).
Herhaal de proef voor de andere hoedjes. Zijn er ook hoedjes die ongeveer met dezelfde snelheid vallen? Zo ja, controleer dat door ze tegelijkertijd te laten vallen (de punten van de hoedjes op dezelfde hoogte houden bij het loslaten). Komen ze tegelijk op de grond?
NB 1. Als de valtijd vanaf het loslaten gemeten wordt en de valhoogte bekend is, kan de gemiddelde snelheid waarmee het hoedje over die afstand valt berekend worden.
NB 2. Twee hoedjes met verschillende straal, die in elkaar passen (zelfde tophoek, zie bovenstaande foto) vallen even snel als ze van hetzelfde papier gemaakt zijn. Verrassend! Hoe komt dat? Het grote hoedje heeft een grotere massa (meer papier), maar ondervindt ook een grotere wrijvingskracht (evenredig met het oppervlak van het hoedje). Die twee compenseren elkaar, zodat de constante valsnelheid voor beide hoedjes gelijk is.
NB 3. Als je de onderzoekende houding van leerlingen wilt stimuleren, laat ze dan allerlei vragen bij het vallen van het hoedje stellen. Laat de vragen beginnen met “wat gebeurt er als ….?” Bijvoorbeeld “wat gebeurt er als ik het hoedje zwaarder maak?” Laat ze enkele van die vragen met een experiment beantwoorden (bijvoorbeeld door het hoedje zwaarder te maken door er wat zand in te doen).
NB 4. Een uitgebreide opddracht met een natuur-/wiskundige behandeling van het vallende hoedje is te vinden op internet: https://natuurkundedidactiek.nl/wp-content/uploads/sites/224/2017/03/hbnd-w-05-03-LSM-3-mini-pws-vallende-kegels.pdf
