Practicum terugdrijvende kracht

marthesijbring

Hallo,

Het is weer zover. We moeten weer een plan van aanpak maken voor een natuurkunde proef.

Dit is de opdracht:

Benodigdheden: stalen veer, gewichtensetje, statief, maatlat, stopwatch

Onderzoeksvragen: Een gewicht dans aan een stalen veer op en neer. Waarom is er steeds een terugdrijvende kracht op het gewicht? Welk verband is ertussen de uitwijking en die terugdrijvende kracht?

Opmerking: Om verwarring te voorkomen, wordt in het volgende de uitrekking van een veer consequent aangeduid met een s en de uitwijking uit de evenwichtsstand met een u.

Uitvoering

1) Meet van de veer hoe de uitrekking s (maximaal = 20 cm) afhangt van de belasting.

2) Hang een gewicht aan de veer zodat die ongeveer 10 cm uitrekt. Til vanuit de evenwichtsstand het gewicht 5 cm omhoog, laat het los en meet de trillingstijd.

Je hebt deze veer mogelijk nog nodig bij een volgende proef, gedempte trilling, dus merk de veer als dat nog niet is gebeurt en onthoud het merkteken.

Verwerking

3) maak een (Fv,s)-diagram en bepaal de veerconstante Cv. Geef in je diagram de waarden van Fv en s aan, die bij de evenwichtsstand van 2 horen. Geef ook de waarden van Fv en s aan, als het gewicht in de hoogste (u = +5 cm) en in de laagste (u = -5cm) is.

4) Teken op schaal de twee krachten, die op het gewicht werken in de vijf hierboven weergegeven posities en in de vier tussenliggende posities. Gebruik je resultaten van 3. Teken in een andere kleur de resulterende kracht Fr op het gewicht.

5) Gebruik het bovenstaande voor het tekenen van de grafiek Fr tegen u in een diagram zoals rechts afgebeeld. Bepaal uit je grafiek de kracht constante C die volgt uit Fr = C * u. Klopt het dat C = Cv?

6) Vergelijk je gemeten trillingstijd met de theoretisch verwachte waarde.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dat is dus de bedoeling..

Ik heb bedacht dat we achtereenvolgens een massastuk van 5 gr, 10 gr en 15 gram aan de veer hangen en dan de uitrekking s meten. Dan kunnen we de veerconstante bepalen m.b.v. de veerkracht en de uitrekking. Het blokje is in rust, dus de zwaartekracht en de veerkracht zijn aan elkaar gelijk.

Ik snap niet hoe we kunnen weten wat de evenwichtstand is..

En wat wordt hier mee bedoeld: Geef in je diagram de waarden van Fv en s aan, die bij de evenwichtsstand van 2 horen. Geef ook de waarden van Fv en s aan, als het gewicht in de hoogste (u = +5 cm) en in de laagste (u = -5cm) is. ??

De uitwijking heeft geen invloed op de trillingstijd. De trillingstijd van een massaveersysteem is alleen afhankelijk van de massa en de veerconstante.

Om de trillingstijd nauwkeurig te kunnen bepalen meten we de tijd voor 10 volledige trillingen. We drukken de stopwatch in bij een omkeerpunt want dat is het best waar te nemen.

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Nu staat alles door elkaar..

Maar dit is wat ik er van denk.

Overigens weet ik nieteens wat terugdrijvende kracht is..

het staat niet in ons boek en op internet kwam het ook niet duidelijk naar voren.

En wij snappen de bedoeling ook niet goed.

Moeten we nu bij elk gewicht de trillingstijd meten? of de uitrekking van de veer?

Kunnen jullie ons helpen?

:eusa_whistle:

Groetjes Marthe en Els

p.s. ik kan het plaatje niet uploaden, het oploaden faalt steeds (??)

Maar het is een schematisch plaatje van 5 (spiraal)veren naast elkaar..

Veer 1: u = +A

Veer 2: op de evenwichtsstand (0)

Veer 3: u = -A

Veer 4: op de evenwichtsstand (0)

Veer 5: u = +A

Kunt u er iets bij voorstellen?

het is dus een soort dalparabool..

Groetjes

Marko

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.

Jan van de Velde

http://www.scholieren.com/werkstukken/22011

Een blokje hangt aan een veer.

Als je het blokje een stukje omlaag trekt en loslaat gaat het trillen.

Het blokje hant stil. WE noemen dit evenwicht, ook wel evenwichtsstand genoemd.

De evenwichtsstand is de stand waarin een trillend voorwerp na enige tijd tot stilstand komt.

Een trilling is een beweging die zicht herhaalt om een evenwichtsstand.

Als je het blokje weer los laat gaat het omhoog. Het passeert de evenwichtsstand.

De afstand waar hij eindigt heet de amplitude van de trilling.

Het hoogste punt heet het omkeerpunt.

De amplitude van een trilling is de afstand van de evenwichtsstand tot een omkeerpunt.

De trillingstijd (T) is de tijd die voor één volledige trilling nodig is.

Overigens weet ik nieteens wat terugdrijvende kracht is..

Als jij dat blokje naar beneden trekt en je laat los, welke kracht "drijft" dat blokje dan "terug"? (de term is overigens niet algemeen, ik kende hem eigenlijk niet, maar als je maar snapt wat er ongeveer bedoeld wordt....)

het is dus een soort dalparabool..

Bijlange niet: een sinusvormige grafiek......

http://www.walter-fendt.de/ph14e/springpendulum.htm

thermo1945

Als jij dat blokje naar beneden trekt en je laat los, welke kracht "drijft" dat blokje dan "terug"? (de term is overigens niet algemeen, ik kende hem eigenlijk niet, maar als je maar snapt wat er ongeveer bedoeld wordt....)

In NL is de 'terugdrijvende kracht' een gangbaar begrip.

Het is de resulterende kracht die het voorwerp naar de evenwichtstand dwingt.

Het begrip centripetaalkracht zou ook kunnen maar die is toch specifiek gereserveerd voor de cirkelbeweging.

Jan van de Velde

In NL is de 'terugdrijvende kracht' een gangbaar begrip.

Hmm, :eusa_whistle: , bij mijn weten de eerste keer dat ik die tegenkom, en ik heb toch al héél wat (Nederlandse) schoolboeken doorgebladerd van mijn leven.

Maar goed, de bedoeling ervan is waarschijnlijk wel duidelijk, en daar gaat het om.

marthesijbring

OK de evenwichtstand e.d. snap ik theoretisch gezien. Maar in de praktijk is dit toch moeilijk waar te nemen? De evenwichtstand niet, dat is het punt waar de veer stil hangt. Maar de amplitude is toch lastig waar te nemem?

Jan van de Velde

De aanvankelijke amplitude kun je tot op de mm nauwkeurig waarnemen: dat is namelijk hoever je je blokje aan het begin van je experiment optilt zoals opgedragen.

marthesijbring

De aanvankelijke amplitude kun je tot op de mm nauwkeurig waarnemen: dat is namelijk hoever je je blokje aan het begin van je experiment optilt zoals opgedragen.

Ok dat is dus 5 cm. (had ik kunnen weten!)

Maar wat is nu precies de bedoeling?

Wat moeten we uitrekenen om aan antwoorden op de vragen te komen?

De veerconstante?

Jan van de Velde

3) maak een (Fv,s)-diagram en bepaal de veerconstante Cv.

Bij verschillende krachten (massablokjes) krijgt de veer een andere uitrekking vanuit de onbelaste toestand. Maak hiervan een diagram en bepaal de veerconstante Cv . Algemene formule: Fv = Cv·s, dus Cv = Fv/s, dwz de richtingscoëfficiënt van je grafiek.

Geef in je diagram de waarden van Fv en s aan, die bij de evenwichtsstand van 2 horen. Geef ook de waarden van Fv en s aan, als het gewicht in de hoogste (u = +5 cm) en in de laagste (u = -5cm) is.

kwestie van stippellijntjes van x-as verticaal naar grafiek, en daarvandaan horizontaal naar de corresponderen waarde op de y-as.

4) Teken op schaal de twee krachten, die op het gewicht werken in de vijf hierboven weergegeven posities en in de vier tussenliggende posities. Gebruik je resultaten van 3. Teken in een andere kleur de resulterende kracht Fr op het gewicht.

Ik zie inderdaad twee krachten hier: zwaartekracht en veerkracht. De zwaartekracht verandert niet, de veerkracht op elk punt van uitrekking tijdens de beweging kun je aflezen uit je eerdere grafiek. Je weet overigens dat in de evenwichtsstand die nettokracht 0 is.

5) Gebruik het bovenstaande voor het tekenen van de grafiek Fr tegen u in een diagram zoals rechts afgebeeld.

Dat wordt dus een sinus. De Fendt-applet waar ik eerder naar verwees kun je de resultantekracht Fr van die twee krachten op je massablokje laten weergeven doorheen de beweging, gaan er wel kwartjes vallen.

Bepaal uit je grafiek de kracht constante C die volgt uit Fr = C * u. Klopt het dat C = Cv?

6) Vergelijk je gemeten trillingstijd met de theoretisch verwachte waarde.

Meet je trillingstijd, en vul ook de formule voor het massa-veersysteem in met de door jou eerder bepaalde veerconstante en massa. Als het goed is heb je een afwijking, omdat je ongetwijfeld geen massaloze veer hebt gebruikt. Die zou je goeddeels moeten kunnen wegrekenen door bij de massa in je formule 1/3 van de eigen massa van je veer op te tellen.

marthesijbring

Jan van de Velde schreef:
Bij verschillende krachten (massablokjes) krijgt de veer een andere uitrekking vanuit de onbelaste toestand. Maak hiervan een diagram en bepaal de veerconstante Cv . Algemene formule: Fv = Cv·s, dus Cv = Fv/s, dwz de richtingscoëfficiënt van je grafiek.
En de veerconstancte is bij elk massastukje gelijk omdat het dezelfde veer is..? of niet..?

kwestie van stippellijntjes van x-as verticaal naar grafiek, en daarvandaan horizontaal naar de corresponderen waarde op de y-as.
Wat staat er dan op de x-as en wat op de y-as? Of moet je dan waarde twee op de x-as opzoeken en van daaruit stippelen naar de bijbehorende y waarde?

Meet je trillingstijd, en vul ook de formule voor het massa-veersysteem in met de door jou eerder bepaalde veerconstante en massa. Als het goed is heb je een afwijking, omdat je ongetwijfeld geen massaloze veer hebt gebruikt. Die zou je goeddeels moeten kunnen wegrekenen door bij de massa in je formule 1/3 van de eigen massa van je veer op te tellen.

Hoe kunnen we de trillingstijd meten? Kunnen we bijvoorbeeld 10 trillingen meten? En dan de stopwatch indrukken als die de eerste keer door de evenwichtsstand gaat. En daarna elke keer dat die door de evenwichtstand gaat is 1 trilling? of is hier een andere manier voor?

--------------------------------------------------------

Verder...:

1) Meet van de veer hoe de uitrekking s (maximaal = 20 cm) afhangt van de belasting

We gaan massastukjes van 5, 10 en 15 gram aan de veer hangen en dan meten we de uitrekking.

Is dat voldoende om te weten te komen hoe de uitrekking s afhangt van de belasting? Of moeten we nog iets uitrekenen?

Jan van de Velde

En de veerconstancte is bij elk massastukje gelijk omdat het dezelfde veer is..? of niet..?

Die veerconstante is inderdaad een eigenschap van je veer.

Wat staat er dan op de x-as en wat op de y-as? Of moet je dan waarde twee op de x-as opzoeken en van daaruit stippelen naar de bijbehorende y waarde?

De conventie is dat bijv in een v/t diagram v op de y-as staat, t op de x-as. In een F/u diagram zet je dus F op de y-as, u op de x-as.

Hoe kunnen we de trillingstijd meten? Kunnen we bijvoorbeeld 10 trillingen meten?

Ja

En dan de stopwatch indrukken als die de eerste keer door de evenwichtsstand gaat. En daarna elke keer dat die door de evenwichtstand gaat is 1 trilling?

Dat moment van door de evenwichtsstand heen gaan kun je lastig onderscheiden, ook al omdat het blokje daar steeds de grootste snelheid heeft. Nauwkeuriger start je wanneer je het blokje loslaat, en steeds als hij terug is op het loslaatpunt is er weer een trilling voorbij.

of is hier een andere manier voor?

Je kunt van alles verzinnen, als je elektronisch gaat meten of zo. Maar handmatig zoals hierboven gat prima

1) Meet van de veer hoe de uitrekking s (maximaal = 20 cm) afhangt van de belasting

We gaan massastukjes van 5, 10 en 15 gram aan de veer hangen en dan meten we de uitrekking.

Is dat voldoende om te weten te komen hoe de uitrekking s afhangt van de belasting? Of moeten we nog iets uitrekenen?

Dan maak je er een grafiek van, en als dat een redelijke rechte is kun je die veerconstante eens gaan bepalen aan de hand van de richtingscoëfficiënt van je grafiek.

(note to self: http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=124787)

marthesijbring

Hier volgt een domme vraag..

Ik weet niet meer wat Fv is... :eusa_whistle: . De veerkracht, maar wat houdt het ook alweer in?

Ik moet namelijk een (Fv,s)-diagram maken, met s de uitrekking van de veer. Met was is Fv dan..?

marthesijbring

Zie hier het plan van aanpak, tot nu toe..

Jan van de Velde

Hier volgt een domme vraag..

Bedankt voor de waarschuwing...... ](*,)

Ik weet niet meer wat Fv is... :eusa_whistle: . De veerkracht, maar wat houdt het ook alweer in?

De kracht waarmee de veer aan je massablokje trekt.

Even back to basics qua krachten:

Als de snelheid van je blokje niet verandert ( constante snelheid, -en stilhangen is ook een constante snelheid) dan is de nettokracht op je blokje 0 N. Naar beneden werkt de zwaartekracht. Er moet dus in de evenwichtsstand een even grote kracht naar boven zijn: je Fv.

marthesijbring

Jan van de Velde schreef:Bedankt voor de waarschuwing...... :eusa_whistle:

De kracht waarmee de veer aan je massablokje trekt.

Even back to basics qua krachten:

Als de snelheid van je blokje niet verandert ( constante snelheid, -en stilhangen is ook een constante snelheid) dan is de nettokracht op je blokje 0 N. Naar beneden werkt de zwaartekracht. Er moet dus in de evenwichtsstand een even grote kracht naar boven zijn: je Fv.

Oh ja! Fv = Fzw.

Zou u het plan van aanpak even door willen lezen voor evt op/aanmerkingen?

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Practicum terugdrijvende kracht

Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht

Re: Practicum terugdrijvende kracht