de veer

Annelot stelde deze vraag op 12 oktober 2019 om 18:38.

 Hoi iedereen,
We hebben een praktische opdracht op school waarbij  je een massa aan de veer hangt en laat je de massa op en neer trillen. Hier weten we de verschillende massa's die je aan de veer hangt en hebben we van 10 trillingen de tijd gemeten die horen bij de verschillende massa's. We hebben T berekend, door de seconden te delen door de trilling. Daarna hebben we T2 berekend, door T in het kwadraat te doen. We hebben een grafiek gemaakt met T2 verticaal uitgezet en de massa horizontaal. Ik heb het practicum bijna voltooid alleen moet ik nog de volgende drie vragen beantwoorden die ik niet snap:
- Ik moet uitleggen waarom de lijn niet door de oorsprong gaat, 
- ik moet aangeven of het voor de meting uitmaakt welke beginuitwijking ik aan de veer geef,
- Ik moet weten waarom ik 10 trillingen meet ipv 1. (ik dacht dat dit kwam omdat een trilling niet nauwkeurig genoeg is / niet eerlijk is om hiermee de T te berekenen enzo?)

Natuurkunde is  niet mijn beste vak dus sorry als dit makkelijke vragen lijken haha. Alvast bedankt iedereen!

Reacties

Jan van de Velde op 12 oktober 2019 om 20:27
dag Annelot,

Annelot plaatste:

 sorry als dit makkelijke vragen lijken 

er bestaan geen domme vragen. En dat ik ze makkelijk vind (ja inderdaad) komt omdat ik natuurkundeleraar ben en al tientallen keren diezelfde vragen heb gehad. Dus ik hoef er niet trots op te zijn dat ik ze makkelijk vind, en jij hoeft je er niet voor te schamen dat je ze moeilijk vindt. Wees er trots op dat je ze stelt, want dat betekent dat je vooruit wil komen.  

- Ik moet weten waarom ik 10 trillingen meet ipv 1. (ik dacht dat dit kwam omdat een trilling niet nauwkeurig genoeg is / niet eerlijk is om hiermee de T te berekenen enzo?)

1 trilling is nauwkeurig genoeg, geloof me maar, die hebben allemaal precies even lang geduurd, maar JIJ meet niet nauwkeurig genoeg (ik trouwens ook niet hoor, niemand kan dat) .
Indrukken van een chronometer vergt een reactietijd van enkele tienden van seconden, 0,3 s is best al goed. Op een trilling met een trillingstijd van een seconde (voorbeeld) riskeer je zo een meetfout van 30 % of meer. 
Meet tien trillingen in één meting, je maakt nog steeds dezelfde meetfout, maar die smeer je nou uit over 10 trillingen. Fout in de trillingstijd nog maar 3%. Niks meer aan de hand dus, althans niet voor een schoolpracticum.

- ik moet aangeven of het voor de meting uitmaakt welke beginuitwijking ik aan de veer geef,

dan hoop ik dat je daartoe ook tijdens dat practicum een klein proefje hebt uitgevoerd, aangenomen dat je je practicumopdracht goed hebt bestudeerd voordat je aan de uitvoering begon? 

- Ik moet uitleggen waarom de lijn niet door de oorsprong gaat, 

En dat is een heel goeie denkvraag. Als je die grafiek van je extrapoleert tot massa 0 dan heb je waarschijnlijk gevonden dat je nog een duidelijke trillingstijd over had.

Raar? Vraag jezelf af: waren die massablokjes/schijfjes de enige massa die op en neer ging tijdens je proef? 

even goed terugdenken, zie het weer voor je:

https://no.wikipedia.org/wiki/Fil:Mass-spring-system.png


Groet, Jan
annelot op 12 oktober 2019 om 21:08
Allereerst heel erg bedankt voor uw antwoord, en begrip! Vraag 1 is me nu al een stuk duidelijker. Bij vraag 2 stond er tijdens de opdracht niet dat we een bepaalde uitwijking aan moesten houden. Een klasgenoot van mij heeft de veer steeds uitgerekt, terwijl ik de stopwatch aandeed... voor mij is nu nog niet echt duidelijk wat het antwoord op deze vraag is. Mijn eigen idee was dat het wel uitmaakt, want hoe verder je de veer uitrekt, hoe meer energie deze krijgt toch?
Vraag 3: Betekent dat dan dat de lijn niet door punt 0,0 loopt, omdat wanneer de massa van de blokjes nul is, er nog steeds een massa aanwezig is (die van de veer zelf)?
Jan van de Velde op 12 oktober 2019 om 21:29

annelot plaatste:

Vraag 3: Betekent dat dan dat de lijn niet door punt 0,0 loopt, omdat wanneer de massa van de blokjes nul is, er nog steeds een massa aanwezig is (die van de veer zelf)?
bingo :)

annelot plaatste:

Bij vraag 2 stond er tijdens de opdracht niet dat we een bepaalde uitwijking aan moesten houden. 
Toch neem ik aan dat je van te voren werd verteld welke vragen je geacht zou worden te beantwoorden na de proef. Dan had je een klein onderzoekje naar die vraag beter kunnen incalculeren. 

Als je niet meer even een snel een ècht proefje kunt doen kun je ook virtueel aan de slag:

https://phet.colorado.edu/nl/simulation/mass-spring-lab

Los daarvan kunnen we onszelf twee vragen stellen die naar een minstens waarschijnlijk antwoord op jouw vraag gaan leiden, maar dan zijn we niet echt meer met natuurkunde bezig, maar met logica. Dus laten we maar even de resultaten van je proef in dat virtuele practicumlokaal afwachten.

groet, Jan
annelot op 12 oktober 2019 om 21:37
Hoi Jan,
super! nu heb ik al twee van de drie vragen voor elkaar! Echt hartelijk bedankt! Echter snap ik nog niet helemaal, wat ik nu moet doen om er achter te komen of het uit maakt met wat voor beginuitwijking ik de veer geef. Hoe kan ik dit doen door middel van het virtuele practicum lokaal? Ik heb de link al bekeken en zie dat ik meerdere massas aan het blokje kan hangen en dat de veer dan begint met trillen ( de trilling verschilt natuurlijk als je er een andere massa aanhangt) maar hoe nu verder? :)
Jan van de Velde op 12 oktober 2019 om 21:47
dag Annelot,

volledige reacties quoten maakt de discussie niet leesbaarder. Als je op internet wil citeren, gebruik dan zo'n quoteknop, maar knip die stukken weg die niks met jouw (vervolg)vraag te maken hebben. Kijk eens hierboven hoe ik dat deed. 

annelot plaatste

Ik heb de link al bekeken en zie dat ik meerdere massas aan het blokje kan hangen en dat de veer dan begint met trillen ( de trilling verschilt natuurlijk als je er een andere massa aanhangt) maar hoe nu verder? :)
Dan doe je dat net als in het echt:
  • dan pak je dat blokje vast (met je muis),
  • brengt het naar ergens in de buurt van de evenwichtsstand
  • en laat het dan los.
  • trillingstijd meten maar
en dan
  • herhalen voor loslaten op een paar andere punten
  • conclusie trekken
(en ja, deze applet zit prima in elkaar, dit doet precies wat een echte massa aan een echte veer ook doet)

groet, Jan
annelot op 12 oktober 2019 om 22:27

Hoi jan,
sorry, ik zal in het vervolg rekening houden met het gebruiken van quotes. We hebben tijdens het practicum al wel de trillingstijd berekent, dus die gegevens heb ik al van toen ik het practicum in het echt heb uitgevoerd. Ik weet dus de trillingstijd, massa, frequentie, ennu ook de veerconstante, omdat ik die heb uitgerekend. Toch zie ik het antwoord op de vraag nog steeds niet, sorry!
Jan van de Velde op 12 oktober 2019 om 23:01
heb je trillingstijden gemeten, nadat je in die applet dat gewichtje op verschillende hoogtes losliet? Het enige wat je hoeft te proberen is 

of het voor de meting uitmaakt welke beginuitwijking ik aan de veer geef,

dus dan kun je voor één en dezelfde veer en één en dezelfde massa eens verschillende uitwijkingen proberen. Als dat voor die veer in die applet verschil maakt, dan zal het voor jouw veer uit jouw proefje vast ook wel verschil maken. En andersom.

meten is weten.
Hop, niet denken, stomweg een klokje erbij en meten.
annelot op 12 oktober 2019 om 23:14
Oke, ik heb het uitgevoerd in die applet. Er zit een klein verschil in 0,10 sec, maar ik denk dat dit te maken heeft met de reactiesnelheid. Het maakt voor de meting dus niet uit welke beginuitwijking ik aan de veer geef. Toch? 
Zoja, maar waarom is dat dan? Ik had namelijk verwacht dat het wel uit zou maken...
Jan van de Velde op 12 oktober 2019 om 23:21

annelot plaatste:

Er zit een klein verschil in 0,10 sec, maar ik denk dat dit te maken heeft met de reactiesnelheid. 
een meetfout dus. Ja, inderdaad, als je datzelfde proefje een keer of tien herhaalt van precies dezelfde hoogtes, en je middelt de resultaten, dan vind je waarschijnlijk een nog veel kleinere meetfout. Dat is het probleem met schoolpractica, er is geen tijd om metingen meerdere malen te herhalen zodat onvermijdelijke meetfouten uitgemiddeld kunnen worden.

 Het maakt voor de meting dus niet uit welke beginuitwijking ik aan de veer geef. Toch?

inderdaad geen sikkepit verschil (althans niet in een vacuüm, en met een "ideale" veer). 

En nu zie ik je echt natuurkundig gaan denken :)  :

 Ik had namelijk verwacht dat het wel uit zou maken...

 En dat was dan vast en zeker omdat je ziet dat je blokje een grotere afstand moet afleggen als je het een grotere uitwijking geeft?
annelot op 13 oktober 2019 om 16:04

 


 Ik had namelijk verwacht dat het wel uit zou maken...

 En dat was dan vast en zeker omdat je ziet dat je blokje een grotere afstand moet afleggen als je het een grotere uitwijking geeft?
Oh ik snap het nu volgens mij helemaal! Het maakt niet uit wat voor uitwijking je de veer geeft, omdat de trillingstijd niet afhangt van de uitwijking? En geldt dat dan ook voor de frequentie? De u speelt geen rol in deze proef dan toch?

Of zit ik er volledig naast hahaha
Jan van de Velde op 13 oktober 2019 om 16:49

annelot plaatste

ik snap het nu volgens mij helemaal! Het maakt niet uit wat voor uitwijking je de veer geeft, omdat de trillingstijd niet afhangt van de uitwijking?
nu zeg je zoiets als: een brandweerauto is rood omdat 'ie rood is. Lees maar eens goed. 

Als je goed kijkt naar dezelfde veer met een grotere of een kleinere uitwijking, dan valt je ook op dat de veer met de grotere uitwijking met een veel grotere snelheid door zijn evenwichtspunt gaat.  En dat kan weer omdat een veer die je verder uitrekt een veel grotere kracht uitoefent, waardoor je massablokje ook een grotere versnelling krijgt.

In de praktij komt dat rekensommetje via gemiddelde kracht => gemiddelde versnelling => gemiddelde snelheid erop neer dat als je een uitrekking 2 x zo groot maakt, de af te leggen weg wel twee keer oz groot wordt, maar de gemiddelde snelheid ook. En dus duurt dat even lang.

Kan getest worden in de speeltuin met een schommel: grotere of kleinere uitwijking maakt nauwelijks verschil voor de trillingstijd (totdat je uitwijkingen groter dan een graad of 30 geeft, maar dat komt omdat het krachtenspel in een schommel wat anders in elkaar zit dan dat van een trillende veer. Dat is een ingewikkeld stukje natuurkunde)

annelot plaatste

En geldt dat dan ook voor de frequentie? 
aangezien de frequentie afhangt van de trillingstijd, tja, als de trillingstijd even groot blijft zal ook de frequentie even groot blijven.

Groet, Jan
Annelot op 13 oktober 2019 om 17:17
Oké ik snap wat u zegt, alleen zie ik dan nog niet waarom de uitwijking niet van belang is? 
Jan van de Velde op 13 oktober 2019 om 17:58
Even terugdenken, wat was ook weer het doel van je proef? 

"Een verband zoeken tussen massa en trillingstijd."

Verandert een grotere of kleinere uitwijking iets aan die trillingstijd?

"nee, dat heb ik geprobeerd en dat maakt niks uit."

Gaat een grotere of kleinere uitwijking dus iets veranderen aan het gevonden verband? 

"..............................
annelot op 13 oktober 2019 om 18:18

Jan van de Velde plaatste:

Even terugdenken, wat was ook weer het doel van je proef? 

"Een verband zoeken tussen massa en trillingstijd."

Verandert een grotere of kleinere uitwijking iets aan die trillingstijd?

"nee, dat heb ik geprobeerd en dat maakt niks uit."

Gaat een grotere of kleinere uitwijking dus iets veranderen aan het gevonden verband? 

"..............................
Nee het veranderd niets aan het gevonden verband, omdat de uitwijking hier geen invloed op heeft / los staat van het verband?
Jan van de Velde op 13 oktober 2019 om 18:46

annelot plaatste:

Nee het veranderd niets aan het gevonden verband, omdat de uitwijking 
geen invloed heeft op de trillingstijd en dus ook niet op het gezochte verband tussen massa en trillingstijd
Annelot op 13 oktober 2019 om 18:57
Oké, super erg bedankt! Zonder u had ik het po nooit kunnen voltooien!!!

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft vijftien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)