Icon up Overzicht

Lesidee: Robert Hooke

Onderwerp: Kracht en beweging

In de onderbouw onderzoeken we normaal gesproken het verband tussen de veerkracht en de uitrekking van een veer. Aan de hand van een diagram kun je dan een veerconstante bepalen. De grootte van de veerconstante is een maat voor de stugheid van een veer. Je neemt ook een duik in de geschiedenis.

De leerling is in staat systematisch onderzoek te doen met een simulatie.De leerling kan gegevens grafisch verwerken, bewerken en interpreteren met behulp van Excel.De leerling is in staat om een verbanden tussen twee grootheden kwalitatief te beschrijven.Via literatuuronderzoek krijgt de leerling meer zicht in welke drijfveren wetenschappers in de 17e eeuw hadden.

Robert Hooke: Geboren 18-Jul-1635, Freshwater, Isle of Wight, England. Overleden 3-Mar-1703, London, England


Diagrammen maken van meetwaarden in Excel 1

Heen en weer

Een massa-veersysteem

Deze Java applet laat de verandering zien in uitwijking, snelheid, versnelling, kracht en energie van een trillende veer (waarbij de wrijving wordt verwaarloosd). Klik hier om de applet te openen.

Met de applet kun je 4 grootheden instellen.

Vraag

  1. Onderzoek binnen welke grenzen elke grootheid is in te stellen.
  2. Hoe zijn die grenzen zo snel mogelijk te achterhalen?
  3. Ga naar de uitgangssituatie van de applet (druk op vernieuwen in de menubalk). Onderzoek het verband tussen de trillingstijd en de veerconstante. Verzamel je gegevens in een tabel en maak daar een grafiek van.
  4. Het resultaat is geen rechte. Omschrijf kwalitatief het verband tussen de twee grootheden.

Kwalitatief verband: je beschrijft de verandering van de grootheid langs de verticale as bij een verandering van de grootheid langs de horizontale as. Kwantitatief verband: Je zoekt naar de wiskundige formule die het verband tussen de 2 grootheden langs de horizontale en verticale as beschrijft. Om deze te vinden moet je een aantal metingen verrichten.

  1. Wat moet je met de grootheden doen om een diagram te maken waarin een recht evenredig verband te lezen valt.
  2. Ga weer naar de uitgangssituatie van de applet (druk op vernieuwen in de menubalk). Onderzoek nu het verband tussen de totale energie in het massa-veer systeem en de veerconstante. Geef ook nu het resultaat van je onderzoek grafisch weer.

In de uitgangssituatie hangt de massa op zijn hoogste punt. De energie in het massa-veer systeem wordt bij loslaten omgezet in kinetische energie. Omdat er bij de simulatie geen wrijving is blijft de som van beide energiën gelijk. De kinetische energie is maximaal bij het passeren van de evenwichtsstand. In BINAS tabel 35B kun je bijbehorende formules vinden. Je kunt controleren of de simulatie de juiste waarden aangeeft.

Je hebt nu een deel van de applet onderzocht.

  1. Welke conclusies kun je nu trekken?

Een beetje geschiedenis

Robert Hooke leefde in de 17e eeuw. Robert Hooke (18 juli 1635 – 3 maart 1703) was een Brits sterrenkundige, natuurkundige en architect. Hij is voornamelijk bekend door zijn wet van Hooke, die het verband aangeeft tussen de kracht op een veer en de vervorming van de veer.

Hooke was een begenadigd uitvinder en bracht ons zowel de spiraalveer als de fotografische iris. Hij introduceerde de term 'cel' in de biologie na zijn microscopische waarnemingen van kurkweefsel. Hij was een tijdgenoot van de architect Christopher Wren waarmee hij samenwerkte aan de heropbouw van Londen na de Grote brand van Londen, en eeuwig rivaal van Isaac Newton. Toch bereikte hij nooit de roem van die laatsten.

Bekijk een vlooi zoals die eruit ziet door een microscoop van Robert Hooke.
Klik hier.

...vervolg

  1. Welk hoofddoel had hij zich gesteld in zijn leven?

Daarvan is niets terecht gekomen.

  1. Met welke andere zaken had hij wel succes?

In die tijd leefden meer bekende wetenschappers.

  1. Met wie had hij grote ruzie en waarom?
  2. Zoek een tijdlijn van zijn leven en noem zoveel mogelijk van zijn experimenten en uitvindingen.

Koppelingen op natuurkunde.nl

Mechanica 12
Trillingen en golven 2
Veer

Schokdempers

Uitrekking van vislijnen