Natuurkunde.nl - veerconstante veer

veerconstante veer

karel stelde deze vraag op 16 december 2018 om 14:21.

Ik heb een probleem waar ik niet uit kom.

Wij moeten voor een verslag de veerconstante van een veer bepalen.
(Deze moet aankomende vrijdag worden ingeleverd.)
Wij moesten dit op 2 manieren doen.

Wij hebben de volgende 2 formules gekozen:

T = 2π * √(m/C)
C = F/u

met onze eerste proef hingen wij een gewichtje van 50 gram aan de veer. De veer rekte vervolgens 64 cm uit. Hieruit volgt dat de veerconstante ongeveer 0,77 is.

Toen gingen wij onze 2e meting doen. We gebruikten het programma coach 6 en maakten gebruik van een afstandssensor. Wij hingen een massa aan de veer en trokken de veer naar beneden en lieten hem vervolgens los, waardoor er een trilling ontstond. toen verscheen er op ons computerscherm een mooi sinusdiagram.

Hieruit konden wij opmaken dat er 5,2 trillingen in 10 seconden plaatsvonden.
dus de trillingstijd is 10/5,2 = 1,92. Er hing weer 50 gram aan de veer. De veer weegt zelf 70 gram. dus de totale massa is 120 gram

formule omschrijven levert: c= m * 4π² / (T²)

hieruit volgt dat de veerconstante 1.3 is.
Dit is dus bijna 2x zo groot.

Heeft iemand een idee waarom deze 2 waardes zo van elkaar afwijken?
Wij hebben meerdere metingen gedaan met meerdere gewichtjes en steeds kwamen we met manier 1 uit op een veerconstante van ongeveer 0,7 en met manier 2 steeds een veerconstante van ongeveer 1,3

alvast bedankt.

Reacties

Jan van de Velde op 16 december 2018 om 14:47

karel plaatste:

Heeft iemand een idee waarom deze 2 waardes zo van elkaar afwijken?

tja, als je in het ene geval de veer zelf wel meerekent, en in het andere geval niet, dan zou je forse afwijkingen kunnen verwachten?

Maar daarmee los je je probleem nog steeds niet op hoor: beide formules gaan ervan uit dat de massa van de veer verwaarloosbaar is t.o.v. de aanhangende massa. En dat is in jouw experimenten:

Er hing weer 50 gram aan de veer. De veer weegt zelf 70 gram. dus de totale massa is 120 gram

duidelijk niet het geval

karel plaatste:

Wij hebben meerdere metingen gedaan met meerdere gewichtjes en steeds kwamen we met manier 1 uit op een veerconstante van ongeveer 0,7 en met manier 2 steeds een veerconstante van ongeveer 1.3

dan zou je in beide gevallen eens grafieken moeten tekenen, in het eerste geval van F tegen u : dat zou een rechtevenredig verband moeten zijn, maar gaat in jouw geval vast niet door de oorsprong als je hem extrapoleert.
En dan voor dat tweede geval, m (maar dan ook alleen die aanhangende massa's exlusief veer) tegen T² . Ook die gaat vast en zeker niet door de oorsprong.... (inclusief massa veer trouwens ook niet

)

dat wordt een leuk puzzeltje om zo de eigen massa van de veer uit je meetresultaten te rekenen.... :)

Als je er niet uit komt, laat dan je tabellen met metingen en de resulterende grafieken maar eens zien hier.

Groet, Jan

Annefloor op 22 februari 2019 om 22:31

ik heb hetzelfde probleem alleen mijn veerconstante van formule c=f/u is 10 keer groter dan die van c=m*etc

statische bepaling massa (kg) zwaartekracht (N) veerkracht (N) uitrekking (m) veerconstante (N/m)
0,01 0,0981 0,0981 0,0034 28,85
0,03 0,2943 0,2943 0,0109 27,00
0,05 0,4905 0,4905 0,0184 26,66
0,07 0,6867 0,6867 0,0262 26,21
0,09 0,8829 0,8829 0,0332 26,59
0,11 1,0791 1,0791 0,0410 26,32
0,13 1,2753 1,2753 0,0488 26,13
0,15 1,4715 1,4715 0,0557 26,42
0,17 1,6677 1,6677 0,0624 26,73
0,19 1,8639 1,8639 0,0711 26,22

dynamische bepaling m (kg) 10 T (s) Tgem (s) T² gem (s²) C (N/m)
0,01 6,47 0,65 0,42 0,93
0,03 8,16 0,82 0,67 1,76
0,05 9,87 0,99 0,98 2,01
0,07 11,34 1,13 1,28 2,16
0,09 12,59 1,26 1,59 2,24
0,11 13,66 1,37 1,88 2,31
0,13 14,57 1,46 2,13 2,41
0,15 15,84 1,58 2,50 2,37
0,17 16,50 1,65 2,72 2,47
0,19 17,75 1,78 3,17 2,37

dit zijn mijn formules

Jan van de Velde op 22 februari 2019 om 23:26

Dag Annefloor,

dat is wel een erg groot verschil.

Eerste vraag; heb jij werkelijk in je statische proef de uitrekking gemeten tot op de tiende millimeter nauwkeurig? Hoe kreeg je dat voor elkaar?

Tweede vraag: kun je je veer beschrijven?

lengte liggend onbelast?
lengte hangend onbelast?
massa?
aantal wikkelingen?

Groet, Jan

Annefloor op 23 februari 2019 om 06:33

Hallo jan,
Het is opgelost. De uitrekking had een 0 te veel

Jan van de Velde op 23 februari 2019 om 09:45

Ik vermoedde al zoiets :)

Nu blijf je nog zitten met een verschil van om en nabij 10% voor de grotere aanhangende massa's, en véél groter voor de kleinere aanhangende massa's .
En dat verschil zal er blijven, en verdient een verklaring. Of jij die verklaring moet geven zal afhangen van het niveau en leerjaar waarop je bezig bent. Maar het moet sowieso opgemerkt worden in de discussie bij je verslag.

Mij lijkt op het eerste gezicht dat verschil trouwens zelfs klein voor een veer die ruwweg 70 cm kan uitrekken onder een belasting van ruwweg 200 gram.

Groet, Jan

veerconstante veer

Reacties

Plaats een reactie

Cookie-instellingen