Icon up Overzicht

Spankracht in een slingerkoord (VWO, 2015-1, opg 4)

Onderwerp: Kracht en beweging

Examenopgave VWO, natuurkunde, 2015 tijdvak 1, opgave 4: Spankracht in een slingerkoord

Sanne onderzoekt met een krachtsensor de spankracht Fs in het koord van een slinger. Op t = 0 s laat zij het blokje los bij een beginhoek α0. Zie figuur 1. Deze figuur is niet op schaal.

Figuur 1.

figuur 1.

Voor de opstelling geldt:

  • slingerlengte l = 40 cm
  • massa m = 50 g.

De massa van het koord wordt verwaarloosd. De resultaten van de metingen in het onderzoek van Sanne staan in figuur 2.

Figuur 2.

figuur 2.

Sanne constateert dat de frequentie van spankracht Fs tweemaal zo groot is als de slingerfrequentie.


Opgaven

a) Voer de volgende opdrachten uit:
- Laat dat zien, met onder andere een berekening.
- Geef de reden hiervoor.

Sanne gebruikt de waarde van Fs bij t = 0 s in figuur 2 om de beginhoek α0 te bepalen.

b) Bepaal met deze methode de waarde van α0.

In het laagste punt P van de beweging geldt voor de grootte van de spankracht:

Hierin is vP de snelheid in punt P.

c) Leid deze formule af.

d) Bepaal met behulp van figuur 2 de grootte van vP.

In figuur 3 is het resultaat van de metingen tot t = 10 s weergegeven.

Figuur 3.

figuur 3.

Na 100 s hangt de massa stil.

e) Hoe groot is dan de waarde van de spankracht? Licht je antwoord toe.

Uitwerkingen

Open het antwoord op de vraag van jouw keuze.