Het is handig eerst eens te vragen wat nu precies verwacht wordt van jullie. Nu is het een beetje schieten in het duister.

Maar ik neem aan dat gezocht wordt naar een verband tussen de uitrekking van een veer (uit de evenwichtsstand) in relatie tot een gewicht dat er aan hangt en door er aan te trekken in een op- en neergaande beweging aan de veer gaat. Dan is de vraag hoe uitwijking en veerkracht met elkaar in verband staan (bekend als Wet van Hooke)

Wij hebben inderdaad op internet gezocht en gevraag aan onze docent of het om de Wet van Hooke ging, dit was niet het geval. Zo als ik hierboven al zei, is het zo dat we alleen de onderzoeksvraag weten, verder moeten we het proefje zelf uitvoeren. Wel weet ik, dat het de bedoeling is dat een veer eerst ingedrukt moeten worden, een projectiel ligt boven op de veer en wordt dan als het ware afgeschoten.

De docent mag dan wel wat duidelijker zijn in wat hij wil. Een onderzoeksvraag stellen zonder te weten wat het onderzoek moet zijn is een beetje schieten in het duister.

Maar van wat ik uit je antwoord lees, blijft het toch de Wet van Hooke alleen met aanvulling dat je naar energie-balansen kijkt. Een ingedrukte of uitgerekte veer over een afstand u (vanuit evenwicht) en met veerconstante C heeft een Wet van Hooke kracht gelijk aan  F = - C.u  en de energie die nodig is om een veer een afstand u in te drukken is gelijk aan E = 1/2 Cu²

Als een kogel van een hoogte van h meter valt dan komt zwaartekrachtenergie vrij ter grootte van E = mgh en die energie zal vrijwel geheel gebruikt worden om een veer in te drukken tot een afstand u zodanig dat mgh = 1/2 Cu²
Als de kogel op een ingedrukte veer ligt dan zal de veer zich ontspannen als je die loslaat en zal de kogel een energie 1/2 Cu² krijgen en die gebruiken om tot een hoogte h te komen waarbij alle energie in zwaarte-energie is omgezet: mgh.   En daarna valt ie weer naar beneden. Neemt zwaarte energie af, kinetische energie toe en als ie op de veer terugvalt zal de veer indrukken tot theoretisch weer afstand u.  Maar door wrijving en andere vervormingen zal dat steeds minder worden.

Heel erg fijn om te horen dat u er wel het nodige van af weet. Zelf denken wij aan een evenredig verband, dus als de indrukking twee keer zo groot wordt, dan wordt de hoogte van het projectiel ook twee keer zo groot (dit vinden wij logisch klinken). Helaas is er nog geen theorie geweest die we konden vinden die hierop aansluit, misschien weet u iets?

Als het "Afschieten" de opzet is, dan zou je nu alles moeten weten:

Als je de kogel  u (meter) indrukt op een veer met veerconstante C (N/m) dan sla je  1/2 Cu² aan energie op in die veer. Als die ontspant neemt de kogel die energie mee en kan daarmee h (meter) hoog komen:

mgh = 1/2 Cu²
dus   h = (een of andere constante) x u²
Hoe zou dus de relatie tussen h en u eruit zien?

Ik snap trouwens niet zo goed wat u bedoelt met energie-balansen, ik zit in het 4de. Ik heb deze theorie nog niet gehoord, en vele formules van u ook niet, maar dit kan ik wel proberen uit te zoeken.

Energiebalans betekent dat tussen twee situaties de totale energie gelijk blijft maar van vorm kan veranderen. Net als emmertjes water in elkaar overgieten. De hoeveelheid water blijft gelijk maar wordt steeds anders verdeeld.
Hier hebben we het over een totale hoeveelheid energie die gelijk blijft (bijv. alleen maar energie in de ingedrukte veer) maar steeds in andere vormen kan worden omgezet (zoals bijv. een maximale hoogte van de kogel. Alle veerenergie is dan zwaarte-energie geworden)

Okay, sowieso al heel erg bedankt! Dus mgh = 1/2 x C x u2. Ik snap alleen niet wat u bedoelt met mgh. Maar het zou dus wel betekenen dat met deze formule: h = (een of andere constante) x u2, het een kwadratisch evenredig verband is.

massa * valversnelling * hoogte (=zwaarte-energie)

Ik wil u heel erg bedanken. Ik neem aan omdat u zegt mgh = 1/2 x C x u2 dat u weet waar die 1/2 vandaan komt? Dus je zegt eigenlijk massa x valversnelling x hoogte = 1/2 x C x u. En dan blijkt dus zo te zijn dat h = (een of andere constante) x u2. En die constante moeten we dus gaan berekenen? Nou ben ik wel benieuwd of u deze informatie ook van internet haalt, of zelf heeft geleerd? Waar heeft u bijvoorbeeld vandaan gehaald dat het u2 is?  Heeft u anders nog een tip voor een boek waar deze informatie misschien instaat? 

Dag 16,

zodra je aan de slag gaat met omzettingen van energie (zoals hier van veerenergie naar zwaarte-energie) vind je al die formules in je natuurkundeboek. Heb je gelijk die tip over dat boek :) . Je zegt dat je in de 4e zit: vierde van wat? Veel vierdejaars hebben een BINAS in het boekenpakket, daar staan al die formules ook in. 


Mensen als Theo en ik geven dagelijks les in die dingen, dus dit soort formuletjes kennen we wel uit het hoofd, en we kunnen ook nog wel uitleggen waarom die half en dat kwadraatje. 

dié constante gaan berekenen is betrekkelijk zinloos, want dat is geen universele constante, maar die is ½C/mg, en varieert dus met de veer die je gebruikt en de massa van de kogel die je afschiet. Maar die constante netjes bepalen uit een grafiek en daaruit dan bijvoorbeeld de veerconstante van je gebruikte veer berekenen zou een mogelijkheid zijn. 

Wat jij dus beter doet is kogeltjes verticaal afschieten, indrukking u en hoogte h tegen elkaar in een grafiek uitzetten, tot de conclusie komen dat dat een onbruikbare kromme is, en dan nog maar eens proberen met de hier al verklapte andere functie of je zo je grafiek tot een rechte door de oorsprong krijgt. Welke fouten je daarbij nog zou kunnen maken lees je bijvoorbeeld in deze discussie

Groet, Jan

Geachte Jan,

Het klopt dat ik een BiNaS heb. Wat u zei is dat je tot de conclusie komt dat dit een onbruikbare vorm is. Wij hebben net uitleg gehad over coördinatentransformatie, dan zou je dit dus toe moeten kunnen passen. Bij een verslag hoort zoals u wel weet theorie bij de hypothese, want daarmee moet de hypothese onderbouwd worden. Helaas staat niet echt in één van mijn boeken theorie over dit onderwerp. Wel staan er natuurlijk die formules die u zei. Daarom is het moeilijk om tot een goede hypothese te komen met onderbouwing. In ieder geval al bedankt, als iemand anders ook nog wat tips voor sites/boeken heeft. Ik hoor het graag!

In de wiskunde leer je over kwadratische vergelijkingen als y = x² De grafiek is dan een parabool. Een lineaire vergelijking is y = x en geef een rechte lijn.
Als je nu eens alle waarden x² uitrekent en die z noemt, dan wordt de parabolische vergelijking y = x² ineens  y = z : een rechte lijn/lineaire functie. Dus reken bij elke h eens u² uit en zet die getallen in een grafiek en kijk of daar een rechte lijn bij past...

Ik heb in mijn BiNaS gekeken, en heb de formules gezien die u zei. Zelf denk ik dat als de formule is: F = C x u --> dat de kracht dan gelijk is aan de hoogte? Zou dit zo kunnen zijn, omdat er namelijk waarschijnlijk geen energie verloren gaat. De massa kunnen we wegen, de valversnelling hebben is dan 9,8 en dan moeten we verder alles gewoon uitrekenen.

Nee, u is de indrukking van de veer, h de hoogte waartoe de kogel komt. Beide zijn afstanden maar niet hetzelfde. En een kracht is nooit een afstand.
Ik zou alle boekteksten over veren en zwaarte-energie nog eens goed doornemen of door je leraar laten uitleggen want je lijkt veel zaken danig door elkaar te halen momenteel.

Ik vind dit ook een moeilijk onderwerp, maar wat u mij heeft uitgelegd snap ik wel. Ik probeer deze informatie in ons verslag te verwerken. Als ik verder nog vragen heb laat ik het u weten! Heel erg bedankt. 

Beste meneer Theo de Klerk,

Zou u h = (een of andere constante) x u2 kunnen herleiden? 

Met vriendelijke groet,

Olivia

Gewoon wat wiskundig heen- en weer geschuif in de formule:

mgh = 1/2 Cu²
h =  C/(2mg)  u² = (een of andere constante) . u²

Beste meneer Theo de Klerk,

Bedankt voor uw snelle reactie, dit heeft mij erg geholpen.

Met vriendelijke groet,

Olivia

Beste meneer Theo de Klerk,

Ik ben nu op school bezig met een experiment waarin we het verschil tussen de veerenergie en zwaarte-energie moeten berekenen. Dit verschil is echter naar mijn mening heel erg groot. In de bijlage heb ik het experiment toegevoegd waarin ik in een tabel de metingen en berekeningen heb gezet (de laatste twee kolommen heb ik nog niet ingevuld en de significantie klopt nog niet, maar ik wilde eerst weten of ik iets fout heb gedaan, voordat ik verder ga). Ik heb de veerconstante berekend met C=F/u, de zwaarte-energie met E=mxgxh en de veerenergie met E=1/2xCxu2. Onze docent heeft ons een hint gegeven: C=F/u2. Ik weet echter niet wat ik hiermee moet, omdat dit volgens mij niet klopt. Zou u kunnen kijken of ik een rekenfout heb gemaakt en of dit te maken heeft met het feit dat ik iets met zijn hint moet doen? 
Bij voorbaat dank.

Met vriendelijke groet,

Olivia

C = F/u2  heb je misschien verkeerd gehoord. Voor elke "nette" veer geldt dat de uitrekking u een bepaalde kracht F geeft. De "veerwet" of "Wet vn Hooke" luidt 
F = C.u
(de kracht die een veer uitoefent is rechtevenredig met de uitrekking u van die veer. De evenredigheidsconstante C wordt de veerconstante genoemd)

Dus als u2 eigenlijk u₂ is, dan kan het kloppen. Als het u² zou moeten zijn, dan is het onzin.

Beste meneer Theo de Klerk,

Onze docent heeft op het bord C=F/u² geschreven als hint. Ik vond dit ook al raar. Ik heb echter deze formule niet gebruikt, ik heb gewoon C=F/u gebruikt. Toch is het verschil tussen de veerenergie en zwaarte-energie voor mijn gevoel te groot (zie tabel 2 in de bijlage). Ik zie echter niet wat ik fout gedaan kan hebben. Is dit verschil mogelijk of is er toch écht wat fout gegaan?

Met vriendelijke groet,

Olivia

Ik ga verder niet het hele meetexperiment nalopen (daar is je leraar voor), maar de veerconstante lijkt goed berekend met C = F/u en is vrijwel constant met 95-99 N/m

Voor meting 1:
a) De veerenergie kun je dan met 1/2 Cu² berekenen en lijkt ook goed met 0,56 J

b) zonder te weten welke massa omhoog geschoten wordt weet ik ook niet hoe je aan die (veel grotere) zwaarte-energie komt.

Maar die massa kan nooit door die veer zo hoog zijn gekomen. Als ik aanneem dat de veer 0,56 J opgeslagen energie heeft dan is dat ook het meeste aan energie waarmee een massa omhoog kan komen. Ofwel om 0,66 m hoog te komen kan de massa maximaal 0,086 kg zijn:
m.g.h = m . 9,81 . 0,66 = 0,56 J ofwel m = 0,086 kg.

Maar als ik jouw zwaarte-energie van 3,36 J neem (veel meer dan 0,56 J die van de veer kan komen), dan zou de massa een waarde hebben van
m.g.h = m . 9,81 . 0,66 = 3,36 J  ofwel m = 0,519 kg. Een half pak suiker!

Ergens lopen berekeningen dus door elkaar. Bekijk het allemaal nog eens goed.

Beste meneer Theo de Klerk,

Het gewicht was 5,15.10‒1 kg. Ik denk inderdaad dat dit gewicht niet klopt of dat de lengte niet vanuit het nulpunt gemeten is. Bedankt voor uw hulp.

Met vriendelijke groet,

De hoogte meting moet natuurlijk gebeuren vanaf het punt waar de massa stilstond op de lanceerinrichting alvorens het van de veer een trap kreeg. Elke andere hoogte (t.o.v. tafelblad of vloer of wat ook) geeft dan ongeldige waarden.