Massa tussen twee veren
Rosa stelde deze vraag op 22 mei 2013 om 09:49.Hallo,
wij moeten voor een proef voor natuurkunde een massastukje dat tussen twee veren opgehangen. Wij vragen ons af hoe we de veerconstante van dit geheel kunnen berekenen. Moeten we dan de twee veerconstantes van de afzonderlijke veren bij elkaar optellen?
Groeten Valerie en Rosa
Reacties
Phoe... da's nog niet zo simpel. Tenminste als de veren in een soort V-vorm hangen. Want dan heb je niet alleen te maken met een beweging op en neer maar ook zijwaarts. Daarover is geen veerconstante afgesproken.
Als de veren aan elkaar (onder elkaar) of naast elkaar hangen, dan is er wel een veerconstante voor te definieren. Als de massa die eraan hangt maar alleen op- en neerbeweegt. Als je de meetpunten van uitwijking en kracht (op beide veren) uitzet dan zou een rechte lijn een F = C.u verband suggereren met C als veerconstante.
Je kunt niet zomaar veerconstantes optellen in dit geval.
Bekijk maar eens een enkele veer en een massa. Die heeft een constante C. Nu knip je die veer door en hangt ze in elkaars verlengde. Dan hangen er ineens 2 veren onder elkaar. Zal de massa nu anders bewegen? Is de veerconstante van beide delen samen nu ineens anders? Maar wat als de massa aan 1 van de twee veren hangt?
Ditto: je hangt een massa aan een veer. Die geeft een uitwijking zodat je met F = C.u de veerconstante kunt meten. Nu hang je een identieke veer naast die veer en wordt de massa door beide veren bewogen. Zal de uitwijking nog evenveel zijn?
Hallo,
Ik doe samen met Rosa deze proef,
Bij onze proef hangen er 2 veren boven elkaar; tussen de 2 veren zit een massastukje in.
Het zijn 2 identieke veren. Wij hebben vooraf de massa aan één veer gehangen, en met behulp van de uitrekking en kracht kunnen we dus van de afzonderlijke veren de veerconstante bepalen.
Wij hebben echter niet de uitrekking en kracht berekend bij de opstelling waarin de 2 veren onder elkaar hangen.. We hebben alleen de trillingstijd genoteerd
Nu vragen wij ons af of we met die veerconstante die we weten van de afzonderlijke veren, de veerconstante van de 2 identieke veren samen kunnen berekenen.
m.v.g
Valerie
Een "gecombineerde" veerconstante is wat moeilijk: je kunt je voorstellen dat de massa in het midden naar beneden beweegt en de onderste massa naar boven op enig moment en evenlater andersom.
De massa in het midden ondervindt een kracht -C1u1 door de bovenste veer, maar ook een kracht door de veer eronder, -C2(u2 - u1) (diens uitwijking is de eigen absolute uitwijking u2 minus de uitwijking die eigenlijk door de eerste veer wordt veroorzaakt).
De massa onderaan ondervindt alleen een kracht door de onderste veer.
Dan is de kracht werkend op de bovenste massa (m1 = m2 = m)
F1 = m.a1 = - C1u1 - C2(u2 - u1) = - C1u1 - F2
en op de onderste
F2 = m.a2 = - C2 (u2 - u1)
Uit deze twee vergelijkingen laat zich niet een simpele "gecombineerde" veerconstante berekenen.
In http://www.math.oregonstate.edu/~bokilv/MTH256W08/coupled_spring.pdf
vind je een hele wiskundige uiteenzetting van "coupled springs" ofwel gekoppelde veren.