[natuurkunde] Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Lily_

Hoooi,

Ik heb een praticum gedaan met een horizontale baan waar een karretje op zit. Aan het karretje zit een touwtje die via een katrol naar beneden hangt. Aan het touwtje zit ook een gewichtje (waar het gewicht hetzelfde van blijft). Op dat karretje legde ik dan telkens een groter gewicht waardoor de valversnelling veranderde.

Ik heb alles even in een tabel gezet (het zijn drie metingen), het bestand zit er bij.

expiriment.doc: (45 KiB) 183 keer gedownload

Maar ik snap dus eigenlijk niks van de uitkomsten.

Ik weet niet of het überhaupt klopt, maar wat ik graag wil weten is: waarom de valversnelling eerst kleiner wordt dan groter en dan weer kleiner (wat dus ook is met alle andere factoren, zoals -v en -a)? Dat is toch helemaal niet logisch?

Hoop dat jullie mij kunnen helpen!

s (m)	t (s)	v (m/s)	∆v	a (m/s²)	F (N)	g (m/s²)	Mkar (gram)
0,65	0,99	0,656	1,312	1,325	116,6	11,6	88
0,65	1,34	0,485	0,97	0,724	99,912	9,9912	138
0,65	1,52	0,428	0,856	0,563	105,844	10,5844	188
0,65	1,74	0,373	0,746	0,429	102,102	10,2102	238
0,65	2,28	0,285	0,57	0,25	72	7,2	288

0,65	0,94	0,691	1,382	1,47	129,36	12,936	88
0,65	1,4	0,464	0,928	0,663	91,494	9,1494	138
0,65	1,56	0,417	0,834	0,535	100,58	10,058	188
0,65	1,72	0,378	0,756	0,44	104,72	10,472	238
0,65	2,2	0,295	0,59	0,268	77,184	7,7184	288

0,65	0,97	0,67	1,34	1,381	121,528	12,1528	88
0,65	1,36	0,478	0,956	0,703	97,014	9,7014	138
0,65	1,62	0,401	0,802	0,495	93,06	9,306	188
0,65	1,74	0,373	0,746	0,429	102,102	10,2102	238
0,65	2,19	0,297	0,594	0,271	78,048	7,8048	288

aadkr

wat is de massa van dat constante gewichtje?

(dat vind ik in die tabel niet terug.

het is inderdaad niet logisch.

meer gewicht in het karretje betekend een kleinere waarde van a(de versnelling)

Jan van de Velde

legde ik dan telkens een groter gewicht waardoor de valversnelling veranderde

Nee hoor, die valversnelling is écht wel constant. Wat wel veranderde was de versnelling van je karretje, want je liet de trekkracht (de zwaartekracht op je gewichtje) constant, maar je varieerde de massa (en F=m·a)

In een perfect uitgevoerd experiment zou je ongeveer 9,8 m/s² voor "g" hebben moeten vinden. Maar goed, we leven niet in een perfecte wereld, al helemaal niet als het op schoolmateriaal aankomt.

wat ik graag wil weten is: waarom de valversnelling eerst kleiner wordt dan groter en dan weer kleiner (wat dus ook is met alle andere factoren, zoals -v en -a)?

hier kijk je niet goed. We zien hier ongeveer wat we verwachten; hoe groter de massa, hoe kleiner de gemiddelde snelheid van je karretje, en dus ook hoe kleiner de versnelling. Heel normaal. Alleen is die afname mischien niet helemaal zo regelmatig als we zouden hopen, waardoor je misschien ook onregelmatige uitkomsten krijgt als je uit die gegevens uiteindelijk je valversnelling berekent.

De eerste kolommen, v_gem en vervolgens a zijn goed berekend (althans, ik heb twee willekeurige regels even gecheckt, de rest zal dan ook wel in orde zijn).

Het eerste wat er dan misgaat is F: dat kan nóóit 100 N zijn geweest, da's de zwaartekracht op een volle emmer water. Dat heb je vast niet aan dat karretje gehangen.

Wat ook wel héél vreemd is dat je uitkomt op valversnellingen GROTER

dan de 9,81 m/s² die we in Nederland ongeveer hebben.

Dan, wat door de zwaartekracht op je gewichtje in beweging komt is je karretje maar ook dat gewichtje zelf . Is dat gewichtje zelf in die 88 g inbegrepen? Omdat je noteert "m(kar)" vermoed ik van niet. In een kolom voor massa moet je dus noteren de totale massa van je karretje PLUS gewichtje, en denk erom dat dat in kg moet.

Nu heb je een massa in kg en een versnelling in m/s² en kun je een kracht uitrekenen.

Nu je die kracht hebt (dat is gelijk aan de de zwaartekracht op het gewichtje) en de massa van je gewichtje, kun je met Fz=m·g de valversnelling g berekenen.

Dat zal vermoedelijk nog variërende waarden geven, maar als het goed is allemaal ONDER de 9,8 m/s² die het zou moeten zijn. En dán mag je eens een denkpet opzetten en een kritische beschouwing gaan schrijven over de nauwkeurigheid van je metingen, en de factoren die een rol zouden hebben kunnen spelen als oorzaak voor het feit dat die waarden a) niet gelijk en b) (ruim?) lager dan de verwachte 9,81 m/s² uitkwamen.

Lily_

Bedankt voor je reactie, ik snap het al een heel stuk beter!

Ik had er al verwacht dat er fouten in zaten, aangezien sommige dingen wel heel raar waren.

Dus als ik het goed begrijp zouden bij alle metingen de valversnelling 9,8 moeten zijn, maakt niet uit wat voor gewicht er op het karretje zit?

Het karretje zelf was ongeveer 78 g, het gewicht ong 10 g, dus ja die zat er bij inbegrepen, maar dat moet ik er wel bijzetten inderdaad.

Ik heb het nu berekent volgens je het zei, eerst Fz berekenen met F=mxa en dan g berekenen met g=Fz/m met natuurlijk m is kg (domme fout was dat)! Maarr, nu kom ik op wel hele lage waardes uit, bijvoorbeeld voor de eerste 1,325 bij de valversnelling, dus of ik doe het weer verkeerd of dit klopt wel, maar dan zitten er wel veel fouten in hoe ik dit practicum het uitgevoerd...

Jan van de Velde

Lily_ schreef: ↑wo 08 jan 2014, 13:16
Maarr, nu kom ik op wel hele lage waardes uit, bijvoorbeeld voor de eerste 1,325 bij de valversnelling, dus of ik doe het weer verkeerd of dit klopt wel, maar dan zitten er wel veel fouten in hoe ik dit practicum het uitgevoerd...

"gelukkig" doe je iets verkeerd

.

je vindt nu voor g precies dezelfde waarde als voor a (van je karretje plus gewichtje)

dat betekent dat je in je berekening van g niet 10 g als massa neemt (alleen de massa van het gewichtje) maar ook de massa van je karretje erin betrekt

a= 1,325 m/s²

F= m·a = 0,088 x 1,325 = 0,1166 N

en dat is gelijk aan Fz op het gewichtje want dat is de enige kracht die het karretje kan doen voortbewegen

Fz=m·g ==> g = Fz/m = 0,1166 / 0,010 = 11,7 m/s²

Goed, dat kan niet, dus wordt het nu een kwestie van kritisch naar je proef kijken en proberen te bedenken wat er mis kan zijn met je meetwaarden en/of je proefopstelling dat dit soort vreemde resultaten kan veroorzaken.

Lily_

Ow natuurlijk moet je alleen die 10 g gebruiken bij de valversnelling...!

Ik denk dat de tabel nu eindelijk klopt!

Hartstikke bedankt.

Trouwens mijn natuurkunde leraar keek er niet zo raar van op dat we op van die gekke waardes van boven de 9,8 uitkwamen

dus blijkbaar komt dat wel vaker voor op school

Jan van de Velde

Lily_ schreef: ↑za 11 jan 2014, 16:20
Ow natuurlijk moet je alleen die 10 g gebruiken bij de valversnelling...!

hopelijk geen 10 g maar 10 m/s² (10 g is popi-taal voor 10 x de zwaartekrachtversnelling)

Trouwens mijn natuurkunde leraar keek er niet zo raar van op dat we op van die gekke waardes van boven de 9,8 uitkwamen.dus blijkbaar komt dat wel vaker voor op school

Jouw school gebouwd op een forse zwaartekrachtanomalie

??

Lily_

hopelijk geen 10 g maar 10 m/s² (10 g is popi-taal voor 10 x de zwaartekrachtversnelling), dat snap ik misschien niet helemaal, maar dat ligt vast aan mij..

En haha nee, dat is onze school niet..... maar hij is het wel gewend dat leerlingen op deze waardes uitkomen..

Het Knorrepotje

Mmm,

Misschien is jullie school dan wel gebouwd op een andere planeet

jppilot

Ach, als de tijden met een stopwatch gemeten worden is het niet raar dat er waardes boven de 9.81uitkomen.

Zo nauwkeurig zijn stopwatches niet...

Niet erg, zolang je maar bewust bent van het feit dat dit wel een grote invloed kan hebben op je eindresultaat en conclusie.

Het Knorrepotje

Ben het helemaal met je eens Pilot.

Een komma op de verkeerde plek, een slechte afronding.. Alles heeft enorme invloed op de metingen en berekeningen die je doet. Daarom moet je bij berekeningen met metingen ook altijd kritisch zijn op je resultaten. Als je dat niet had gedaan, dan had je nu gedacht dat de gravitatieconstante misschien wel 10,5 zou zijn geweest. (Weet niet hoe hoog je uitkwam.)

Jan van de Velde

Het Knorrepotje schreef: ↑di 14 jan 2014, 15:50
dat de gravitatieconstante misschien wel 10,5 zou zijn geweest.

Voordat er termenverwarring ontstaat: Lily bepaalt hier niet de gravitatieconstante: Dat is de constante G in de Newton's zwaartekrachtformule

\( Fz=G\frac{m1 \cdot m2}{r^2} \)

die is 6,6726·10^-11 Nm²/kg², en die bepalen we niet met schoolapparatuur .

Wat Lily heeft bepaald is de zwaartekrachtversnelling / valversnelling, dwz de versnelling die alle in vacuüm vallende voorwerpen krijgen aan het aardoppervlak, ongeacht hun massa. Die is in deze Lage Landen om en nabij 9,81 m/s².

Anton_v_U

Je doet een experiment en je stelt vragen over de uitkomsten van een aantal metingen. Heb je je afgevraagd welke uitspraken je eigenlijk wel mag doen op basis van de meetresultaten? Deze vraag is zeer belangrijk voor elk practicum in de bovenbouw.

Het feit dat jij uit een gemeten tijd van 0,99 s en nog wat andere meetresultaten uitkomt op een waarde voor g van 11,6 of zo bewijst helemaal niks.

Waar het om gaat is hoe nauwkeurig al die metingen zijn en welke marge dat oplevert in de waarde van g. Als je na een goede analyse tot de conclusie komt dat je meetresultaten een waarde van g van 9,81 uitsluit, kunnen er drie dingen aan de hand zijn:

(1) de analyse is fout

(2) de meting is fout uitgevoerd

(3) g > 9,81

Als alleen optie (3) overblijft, dan doe je het experiment nog een keer met wat extra aandacht voor een goede uitvoering. Eventueel bedenk je andere meetmethoden die je opzienbarende resultaat kunnen bevestigen.

Maar doordring jezelf van het feit dat ELKE meting een beperkte nauwkeurigheid heeft en dat je die nauwkeurigheid ALTIJD mee moet nemen in je analyse en conclusies. Een meting zonder dat je een beeld hebt van de nauwkeurigheid is betekenisloos en waardeloos.

Jouw natuurkundeleraar zou je moeten leren hoe je betekenis geeft aan de metingen. Als hij tevreden is en jij vraagt je nog steeds af hoe het komt, is het dan in orde? Natuurlijk niet! Je zit niet op school om je leraren tevreden te maken. Blijf vragen stellen, je hebt recht op goede uitleg en je hebt er recht om te weten hoe het werkt.

Voorlopig is mijn gok dat de meetnauwkeurigheid en wellicht experimentele onvolkomenheden in je opstelling (heb je dingen verwaarloosd die misschien toch wel een rol spelen?) verklaren dat de waarde zo varieert. Maar die conclusie zou je zelf moeten trekken en dan wel onderbouwd.

Het Knorrepotje

Jan van de Velde schreef: ↑di 14 jan 2014, 17:58
Voordat er termenverwarring ontstaat: Lily bepaalt hier niet de gravitatieconstante: Dat is de constante G in de Newton's zwaartekrachtformule
\( Fz=G\frac{m1 \cdot m2}{r^2} \)
die is 6,6726·10^-11 Nm²/kg², en die bepalen we niet met schoolapparatuur .

Wat Lily heeft bepaald is de zwaartekrachtversnelling / valversnelling, dwz de versnelling die alle in vacuüm vallende voorwerpen krijgen aan het aardoppervlak, ongeacht hun massa. Die is in deze Lage Landen om en nabij 9,81 m/s².

Je hebt natuurlijk weer helemaal gelijk. Het spijt me.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.

Re: Practicum valversnelling karretje met gewichtjes.