Veerconstante en kinetische energie

Marianne stelde deze vraag op 16 oktober 2020 om 07:27.

Quote

Ik zat te leren voor mijn eindexamen natuurkunde dit jaar en kwam online een paar handige oefentoetsen tegen. Alleen heb ik wat moeite met een aantal opgaves. Zou iemand me kunnen laten zien wat ik moet doen?

Opgave B

Jasper hangt een stuiterbal van 250 gram aan een veer. Hij laat de stuiterbal 6,0 cm boven de
evenwichtsstand los. De stuiterbal voert een harmonische trilling uit. Met behulp van videometen
maakt hij het (u,t)-diagram van figuur 2.
3 Toon aan dat de veerconstante van de veer gelijk is aan 27 N m−1

Figuur 2

Jasper maakt vervolgens de opstelling zodat het tafelblad zich bevindt op 3,0 cm onder de
evenwichtsstand. Opnieuw laat hij de bal 6,0 cm boven de evenwichtsstand los. Bij het omlaag
bewegen stuitert de bal nu op het tafelblad. Het stuiten gaat elastisch. Dit wil zeggen dat de snelheid
omkeert, maar dat er geen energie verloren gaat.
In figuur 2 zie je het (u,t)-diagram van deze beweging.



4 Toon met een berekening aan dat de bal op t = 0,20 s de tafel raakt.
5 Bereken de kinetische energie van de bal op het moment dat de stuiterbal de tafel raakt.
Vergelijk je figuur 1 met figuur 2 dan zie je dat de grafiek een fasesprong Δφ maakt op het moment dat
hij op de tafel terechtkomt.
6 Bereken de fasesprong van de bal tijdens het stuiteren op de tafel.

Tot nu toe heb ik bij deze opdrachten het volgende resultaat
3: 
Voor de trillingstijd geldt t=2pi wortel (m/c)

    Uit het diagram volgt T = 0,60 s. Invullen van T = 0,60 s en m = 250 g = 0,250 kg levert     . 

    Uitwerken geeft C = 27 N/m.

Maar bij de rest van de opdrachten kom ik echt niet veel verder.

Reacties:

Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 07:50
Quote

Marianne plaatste:

4 Toon met een berekening aan dat de bal op t = 0,20 s de tafel raakt.

je hebt een uitwijking, een amplitude, een frequentie.
net als bij 3) zoek je een formule met deze, of een aantal van deze, gegevens. 

Groet, Jan
Marianne
16 oktober 2020 om 07:54
Quote
kunt u wat preciezer zijn over 4? En hoe zit het met 5 en 6? Heel erg bedankt
Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 08:15
Quote

Marianne plaatste

 kunt u wat preciezer zijn over 4? 
Bij 3) had je een trillingstijd en een massa, met een veerconstante gevraagd, en je zag dat je een formule kon vinden met die grootheden:  

Voor de trillingstijd geldt T=2pi wortel (m/c)

zodat je die veerconstante kon berekenen.

zelfde aanpak gebruik je hier: 

je hebt een amplitude, een frequentie, je moet een tijdstip berekenen waarop je trilling een zekere uiitwijking heeft. Zoek in je BINAS een formule met die grootheden en werk dat uit. 

Groet, Jan
Marianne
16 oktober 2020 om 08:48
Quote
Heel erg bedankt voor de hulp bij vraag 4. Ik snap het nu. Hoe zit het met vraag 5 en 6? Die zitten ook in de tekst.
Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 09:17
Quote

Marianne plaatste:

Hoe zit het met vraag 5 
lichtjes andere aanpak, beetje andersom eigenlijk 

Zoek eens een formule waarmee je een kinetische energie zou kunnen berekenen en kijk eens of je uit de tekstuele gegevens en/of grafiek de nodige grootheden voor die formule zou kunnen vinden of afleiden.
Marianne
16 oktober 2020 om 13:01
Quote
En hoe zit het met vraag 6?
Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 15:58
Quote
5 al opgelost? 
Marianne
16 oktober 2020 om 15:59
Quote
Ja
Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 16:25
Quote
Geweldig...
Eigenlijk allemaal best simpel hè? 

maar het kan nog simpeler (en dat is ook de bedoeling van natuurkunde, ingewikkeld lijkende dingen uiteen peuteren tot simpele stapjes) 

6) knippen en plakken.

Schets eens een gewone sinus, knip je stuitgrafiek in stukjes  en plak je stukjes stuit op die gewone sinus.
Denk dan eens na over wat "fasesprong" zou kunnen betekenen.

Groet, Jan
Marianne
16 oktober 2020 om 16:29
Quote
Probleem is niet dat ik niet weet wat een fasesprong is want dat is gewoon een raar woord voor faseverschil maar het is dat ik niet weet met wat ik het moet vergelijken omdat figuur 1 en 2 een andere frequentie hebben. Opdracht 6 is gewoon onduidelijk want ik weet niet wat ik moet berekenen.
Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 16:32
Quote

Marianne plaatste:

Probleem is niet dat ik niet weet wat een fasesprong is 
wedden dat dat woord ineens voor zich spreekt als je je stuitjes op een gewone sinus geplakt ziet?
je moet dat allemaal niet per se zo abstract willen doen. 
dus eerst maar eens knippen en plakken
Marianne
16 oktober 2020 om 16:43
Quote
Meneer ik werk digitaal en heb helaas geen printer. Zelf weet ik niet hoe ik de sprong van figuur 1 naar 2 kan maken
Jan van de Velde
16 oktober 2020 om 16:52
Quote
Dag Marianne,

je hoeft dat knippen en plakken ook niet letterlijk te doen, een schetsje op een kladje volstaat ook. Op een examen heb je waarschijnlijk ook geen schaar bij je.



maar ik heb het even digitaal voor je gedaan:



zoek de sprong, je weet in een examenklas wat we bedoelen met de fase in het kader van een trilling, denk dan na over de betekenis van het woord fasesprong.

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

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

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

Antwoord: (vul een getal in)