Nieuws

Komt een tennisbal of een voetbal harder aan?


Wat komt harder aan? Een voetbal met een snelheid van 100 kilometer per uur of een tennisbal met 100 kilometer per uur? – Ivan

Hoe ‘hard’ iets aankomt is afhankelijk van de snelheid én het gewicht van een voorwerp. Een loden bal tegen je voet doet veel meer pijn dan een piepschuim bal met dezelfde grootte en dezelfde snelheid. Deze kracht van een voorwerp heet in de natuurkunde impuls.

Deze natuurkunde grootheid is afhankelijk van de snelheid en het gewicht van een voorwerp. Impuls kun je berekenen door de massa van een voorwerp te vermenigvuldigen met zijn snelheid: impuls (p) = massa (m) * snelheid (v). Hiervoor moeten we dus weten hoe zwaar de ballen zijn.

Een gemiddelde voetbal heeft een gewicht van zo’n 400 gram en een tennisbal weegt ongeveer 60 gram. Hiermee kunnen we de impuls uitrekenen: een voetbal die met een snelheid van 100 kilometer per uur (dat is 28 meter per seconde) heeft een impuls van: massa * snelheid = 0,4 kilo * 28 meter per seconde = 11,2 (meter*kilo/seconde). De impuls van de tennisbal met dezelfde snelheid is 0,06 kilo * 28 meter per seconde = 1,68. De impuls van de tennisbal is dus een stuk minder, omdat hij veel lichter is dan de voetbal.


Maar toch doet zo’n tennisbal tegen je been misschien wel meer pijn dan de voetbal, en dat komt door een andere natuurkundige grootheid, kracht, uitgedrukt in Newton. De kracht is afhankelijk van de versnelling of vertraging van een voorwerp. Wanneer een bal een muur (of je been) raakt, zal deze bal zijn impuls overdragen. Hoe harder de bal is, hoe korter de aanraking met de muur zal zijn, dus hoe sneller de kracht overgedragen zal worden. En dat doet pijn. Om dit te kunnen bepalen moeten we weten hoe hard de ballen opgepompt zijn, aan de hand daarvan kun je uitrekenen hoe lang het duurt voordat de bal al zijn impuls heeft overgedragen aan je been, en daarmee de kracht.

Een gemiddelde voetbal is zachter dan een tennisbal. Een voetbal heeft een druk van ongeveer 1 atmosfeer, een tennisbal bijna twee keer zoveel. De voetbal zal dus verder indeuken dan de tennisbal wanneer deze je been raakt. Dit duurt dus ook langer dan bij de tennisbal, waardoor de vertraging van de voetbal groter is.

De grotere impuls van de voetbal zal over een langere tijd afgegeven worden, en over een groter oppervlak van je been.

Ik denk dus dat de tennisbal meer pijn zal doen. Maar dat ligt wel aan de exacte grootte, gewicht en hardheid van de ballen. Als je er zelf twee hebt liggen kun je het misschien uitproberen, maar doe voorzichtig. Niet voor niets vallen onder de ballenjongens de meeste slachtoffers bij een tenniswedstrijd, waar echte proftennisers wel snelheden van 200 kilometer per uur halen. Met kéiharde ballen. Auw.

Foto: sxc.hu

Ook een vraag? Stel hem via het contactformulier.

Follow Faqtman on Twitter