[natuurkunde] Karretje met heliumballon en magneten

Dinootje

Beste mensen,

Laat ik eerst de situatie schetsen. We hebben een ballon met een heliumballon eraan vastgeknoopt. Aan het karretje zit aan beide kanten een permanente spoel vastgetapet. Aan beide kanten van de baan hebben we een spoel geplaatst die op een stroom van 7,5 volt loopt. De eerste spoel stoot de permanente magneet af en de laatste spoel trekt hem weer naar zich toe.
Ik moet voor een project het verband tussen de grootte van de ballon en de snelheid van het karretje berekenen. Ik wil dit in een model schrijven zodat ik er een mooie grafiek uit kan maken.
Ik kan echter niet uit twee dingen komen.

Hoe bereken je de kracht die tussen de spoelen en de permanente magneten?
Daarnaast weet ik ook niet hoe ik de spankracht moet berekenen waaraan de ballon aan het karretje trekt.

Alvast bedankt.

Jan van de Velde

Je wil nogal veel en vooral veel vaags tegelijk.

In plaats van te proberen te rekenen kun je beter eerst eens even die ballon verwijderen, en dan de krachten tussen de magneten en elektromagneten METEN voor alle plaatsen waarop je karretje zich kan bevinden. Simpelweg met een veerunstertje.

Je metingen stop je dan in excel en dan laat je excel een polynoom uitrekenen voor de resulterende curve. Die polynoom kun je dan in je model stoppen.

Anton_v_U

Jan heeft natuurlijk gelijk: de magnetische kracht kun je meten. Deze kracht zal misschien wel van de plaats afhangen. Je mag er in ieder geval niet zomaar vanuit gaan dat deze kracht constant is. Alleen als je meet dat het redelijk constant is, dan mag je dat in je model gebruiken. Anders moet je de kracht als functie van de plaats opstellen en dat in je model gebruiken.

Je moet eerst onderzoek doen. Dat betekent dat je alle factoren in beeld brengt die de beweging van het karretje beïnvloeden en dat je in je model het verband tussen deze factoren kwantitatief maakt. De basis van je model is hoe je de beweging van het karretje bepaalt uit een veranderlijke resultante kracht op het karretje

Hier onder wat tips om je op weg te helpen.

De spankracht van een stilstaande ballon kun je ook meten maar je moet er ook wat aan rekenen want het zal afhangen van de grootte van de ballon. Bedenk dat opwaartse kracht ook in lucht geldt. Bedenk zelf hoe je dit uit zou kunnen rekenen en waar je rekening mee moet houden en wat je mag verwaarlozen. Welke eigenschappen van Helium en lucht heb je daarbij nodig? Welke eigenschappen van de ballon heb je daarbij nodig? Waarom is het handig om een dun touwtje te gebruiken?

Als de ballon snelheid krijgt, dan gaat er een andere kracht meespelen. Welke kracht is dat? Waar hangt deze kracht vanaf, wat is de richting van deze kracht en hoe is precies het verband tussen deze grootheden en de grootte en richting van deze kracht? Daar bestaat een formule voor. Er zit een variabele in waarvan je de waarde niet gemakkelijk kunt meten of schatten en de grootte van de ballon zit er op een of andere manier in. Je zult dus moeten meten om de juiste waarden in je model te kunnen stoppen.

Breng alle krachten op de ballon in beeld met een krachtendiagram. Die krachten zijn niet allemaal constant maar je kunt met behulp van de vorige stap wel een verband opstellen tussen de spankracht en de grootheden die die andere kracht bepalen.

Daarna alle de krachten op het karretje in beeld brengen. Maak ook hiervan een diagram. Bedenk hoe je de resultante kracht bepaalt die het karretje laat versnellen.

Succes!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[natuurkunde] Karretje met heliumballon en magneten

Karretje met heliumballon en magneten

Re: Karretje met heliumballon en magneten

Re: Karretje met heliumballon en magneten