Gebaseerd op cursus SPC 2021

Verbeteringen/fouten/onduidelijkheden/...?

Deze open-source cursus is in ontwikkeling. De aanbevelingen van leerlingen om dit materiaal te verbeteren zijn erg welkom via info@wiskunde.opmaat.org
Dit kan gaan over:

  • Een voorbeeld dat onduidelijk is.
  • Onnauwkeurigheden, schrijffouten, ...
  • Een tussenstap die beter uitgelegd moet worden.
  • Een uitleg die je op youtube, wikipedia of aan de kersttafel gevonden hebt die ophelderend was.
  • ...

Als je een vogel ziet vliegen, kan je deze beweging op verschillende manieren beschrijven: de vogel kan stijgen of een duikvlucht nemen. De vogel kan omdraaien of – indien het een kolibrie is – misschien zelfs op een vaste plaats blijven fladderen. Al deze beschrijvingen gebeuren met een referentiepunt in het achterhoofd. Je kan alleen maar stijgen ten opzichte van iets anders.

Elk bewegend systeem wordt sluitend beschreven ten opzichte van een referentiestelsel. Dat is een assenstelsel dat als het ware in de ruimte geplaatst wordt en waarin bijvoorbeeld de positie kan worden vastgelegd. Ten opzichte van dit stelsel kan je de plaats met een positievector beschrijven en een snelheidsvector gebruiken om de snelheid te beschrijven.

De keuze van het referentiestelsel is altijd vrij. Het is belangrijk om die keuze telkens duidelijk te maken. Stel je voor dat je op dit moment gedreven natuurkunde aan het studeren bent aan een bureau en je houdt je pen op ooghoogte, hoe ‘hoog’ bevindt je pen zich dan? Meet je dit vanaf je tafelblad, de vloer, het straatniveau, het aantal meters boven de zeespiegel, ...? In welke eenheid meet je dit? Wat is je eenheidsvector en in welke richting kies je de positieve as?

Meestal wordt geopteerd voor een referentiestelsel dat stilstaat. In onderstaand voorbeeld van het voetbalveld is de positie \(\vec {r}\) van de voetballer duidelijk verschillend naargelang het gekozen referentiestelsel.

Figuur 1: Twee verschillende referentiestelsels
De kolibrie in onderstaande foto blijft ter plekke in de lucht fladderen onder de bloem. Geef twee referentiestelsels waarin deze vogel niet stilstaat.

˙
  • Een referentiestelsel met de kern van de aarde als oorsprong. (De kolibrie draait nu rond de as van de aarde...)
  • Een referentiestelsel met de zon als middelpunt (De kolibrie draait nu ook rond de zon...)