Wat is het kwantitatieve verband tussen snaarspanning en de grondfrequentie van een metalen snaar?
V stelde deze vraag op 29 mei 2022 om 12:31. Hoi! Voor school moet ik een verslag schrijven over het kwantitatieve verband tussen snaarspanning en de grondfrequentie van een metalen snaar. Hiervoor heb ik een eigen onderzoek gedaan, waarbij ik een snaar hebben laten trillen met steeds een variërende spanning. Dit heb ik met coach7 gemeten, en nu ben ik de gegevens hiervan aan het vergelijken met de theoretische uitkomsten.
Het probleem is dat al mijn gegevens rond 50 Hz schommelen, in de theorie zou dit oplopend van 15 tot 50 Hz moeten zijn.
Mijn vraag is, wat zouden hier mogelijke verklaringen voor kunnen zijn? / Welke fouten kunnen wij gemaakt hebben?
Reacties
Jaap
op
29 mei 2022 om 13:29
Dag V,
Misschien is er iets zinnigs over je vraag te zeggen als je meer gegevens presenteert.
Opstelling: hoe is de snaarspanning gevarieerd en gemeten of berekend?
Welke trillingsbron is gebruikt en hoe is de frequentie gevarieerd en bepaald?
Wat heb je precies met Coach gedaan: meten, videometen, hoe verwerkt?
Welk theoretisch verband verwacht je in de metingen terug te zien?
Groet, Jaap
Misschien is er iets zinnigs over je vraag te zeggen als je meer gegevens presenteert.
Opstelling: hoe is de snaarspanning gevarieerd en gemeten of berekend?
Welke trillingsbron is gebruikt en hoe is de frequentie gevarieerd en bepaald?
Wat heb je precies met Coach gedaan: meten, videometen, hoe verwerkt?
Welk theoretisch verband verwacht je in de metingen terug te zien?
Groet, Jaap
V
op
29 mei 2022 om 13:37
Bedankt voor uw antwoord Jaap,
Onze uitvoering van de meting was alsvolgt:
We plaatsten de laserlamp zo op de snaar, dat het precies scheen op de draad. Hetzelfde deden we met de lichtsensor zodat deze het licht kon opvangen.
Daarna sloten we de lichtsensor aan op het CLAB. Het CLAB sloten we aan op de laptop, waarop Coach 7 aan staat.
Aan de metalen draad begonnen we met het hangen van 10 gewichtjes, om te voorkomen dat we aan het einde van de proef moesten wachten tot er gewichtjes vrij kwamen.
Voordat de echte metingen begonnen hebben we een punt uitgezocht tot waar we de draad naar beneden bewegen zodat elke meting zo gelijk mogelijk herhaalt kan worden. Dit was 1,5 centimeter naar onder. Deze uitwijking hebben wij steeds met een liniaal gemeten.
We hebben al eerste een testmeting gedaan zodat we de juiste frequentie konden vinden waarmee Coach 7 ging meten. We kwamen uit op 200 metingen per seconden. Coach 7 meet dit voor 5 seconden lang. Deze testmeting hebben we verwijderd.
Een van ons plaatst zijn vinger op het draad met de juiste uitwijking en brengt de draad in beweging. Tegelijkertijd drukt de ander op de startknop in Coach 7 die daardoor meting start en de signalen gaat analyseren.
Deze meting herhalen wij 3 maal per verandering en elke meting krijgt een naam.
Na de derde meting halen we 1 gewichtje eraf en herhalen we het proces totdat er nog 1 gewichtje aan de draad hangt en de metingen gedaan zijn voor alle massa’s.
Bij elke meting scheen de laserlamp op het midden van de draad. Gedurende meting hebben we hier niet aangezeten zodat we zo’n nauwkeurig mogelijke meting konden krijgen. De lichtsensor meet de lichtintensiteit en het zonlicht valt daarbij niet uit te sluiten. Daarom hebben we deze niet naar het raam toe gericht, waardoor de meting niet in gevaar werd gebracht door te veel zonlicht. Echter hebben we er wel voor gekozen de snaar voor de spoel langs te bewegen, waardoor er frequentieverdubbeling optreedt. Hiermee hebben we rekening gehouden en de periode dus gedeeld door twee.
Gedurende experiment hebben we dezelfde draad gebruikt, en geprobeerd precies tegelijk met het in beweging brengen van de draad de startknop voor Coach 7 ingedrukt.
Ook zorgen we dus elke keer voor een uitwijking van 1,5 centimeter.
Op deze manier hebben wij onze metingen zo nauwkeurig mogelijk geprobeerd te maken.
Onze uitvoering van de meting was alsvolgt:
We plaatsten de laserlamp zo op de snaar, dat het precies scheen op de draad. Hetzelfde deden we met de lichtsensor zodat deze het licht kon opvangen.
Daarna sloten we de lichtsensor aan op het CLAB. Het CLAB sloten we aan op de laptop, waarop Coach 7 aan staat.
Aan de metalen draad begonnen we met het hangen van 10 gewichtjes, om te voorkomen dat we aan het einde van de proef moesten wachten tot er gewichtjes vrij kwamen.
Voordat de echte metingen begonnen hebben we een punt uitgezocht tot waar we de draad naar beneden bewegen zodat elke meting zo gelijk mogelijk herhaalt kan worden. Dit was 1,5 centimeter naar onder. Deze uitwijking hebben wij steeds met een liniaal gemeten.
We hebben al eerste een testmeting gedaan zodat we de juiste frequentie konden vinden waarmee Coach 7 ging meten. We kwamen uit op 200 metingen per seconden. Coach 7 meet dit voor 5 seconden lang. Deze testmeting hebben we verwijderd.
Een van ons plaatst zijn vinger op het draad met de juiste uitwijking en brengt de draad in beweging. Tegelijkertijd drukt de ander op de startknop in Coach 7 die daardoor meting start en de signalen gaat analyseren.
Deze meting herhalen wij 3 maal per verandering en elke meting krijgt een naam.
Na de derde meting halen we 1 gewichtje eraf en herhalen we het proces totdat er nog 1 gewichtje aan de draad hangt en de metingen gedaan zijn voor alle massa’s.
Bij elke meting scheen de laserlamp op het midden van de draad. Gedurende meting hebben we hier niet aangezeten zodat we zo’n nauwkeurig mogelijke meting konden krijgen. De lichtsensor meet de lichtintensiteit en het zonlicht valt daarbij niet uit te sluiten. Daarom hebben we deze niet naar het raam toe gericht, waardoor de meting niet in gevaar werd gebracht door te veel zonlicht. Echter hebben we er wel voor gekozen de snaar voor de spoel langs te bewegen, waardoor er frequentieverdubbeling optreedt. Hiermee hebben we rekening gehouden en de periode dus gedeeld door twee.
Gedurende experiment hebben we dezelfde draad gebruikt, en geprobeerd precies tegelijk met het in beweging brengen van de draad de startknop voor Coach 7 ingedrukt.
Ook zorgen we dus elke keer voor een uitwijking van 1,5 centimeter.
Op deze manier hebben wij onze metingen zo nauwkeurig mogelijk geprobeerd te maken.
Jaap
op
30 mei 2022 om 12:13
Dag V,
Uit je beschrijving maak ik op dat de snaar alleen in trilling werd gebracht door een punt van de snaar los te laten vanaf een uitwijking van 1,5 cm vanaf de evenwichtsstand.
Was er verder geen trillingsbron die een trilling met f=50 Hz opwekte in de snaar?
Een laser en een lichtsensor zijn gebruikt om met Coach metingen te doen.
Hebben jullie uit de registraties van Coach geconcludeerd dat de eigenfrequentie van de snaar bij verschillende hangende massa's steeds ongeveer 50 Hz was?
Je kunt hier als bijlage meetresultaten van Coach plaatsen, met vermelding hoeveel massa er aan de snaar hing. De bestandsnamen zijn zoiets als snaar.cma7 of snaar.cmr7
Misschien is in de bestanden een aanknopingspunt te vinden voor je vraag naar een verklaring van het verschil tussen experiment en theorie.
Groet, Jaap
Uit je beschrijving maak ik op dat de snaar alleen in trilling werd gebracht door een punt van de snaar los te laten vanaf een uitwijking van 1,5 cm vanaf de evenwichtsstand.
Was er verder geen trillingsbron die een trilling met f=50 Hz opwekte in de snaar?
Een laser en een lichtsensor zijn gebruikt om met Coach metingen te doen.
Hebben jullie uit de registraties van Coach geconcludeerd dat de eigenfrequentie van de snaar bij verschillende hangende massa's steeds ongeveer 50 Hz was?
Je kunt hier als bijlage meetresultaten van Coach plaatsen, met vermelding hoeveel massa er aan de snaar hing. De bestandsnamen zijn zoiets als snaar.cma7 of snaar.cmr7
Misschien is in de bestanden een aanknopingspunt te vinden voor je vraag naar een verklaring van het verschil tussen experiment en theorie.
Groet, Jaap
Gert Kiers
op
30 mei 2022 om 16:44
Bij "steeds 50 Hz" denk ik altijd aan het lichtnet. Is daar iets storends te vinden? (Gloeilampen of TL-lampen laten meestal 100 Hz zien.)
Is de "samplefrequentie" van 200 Hz niet aan de lage kant? Volgens de theorie niet per se, maar 200 t.o.v. 50 Hz is misschien wat tricky. Probeer eens 1000 Hz.
Je hebt het over een spoel. Wat doet deze? Heb je een foto van de situatie?
En, zoals Jaap zegt, een .cmr of .cma bestand zou interessant zijn om te bekijken.
Is de "samplefrequentie" van 200 Hz niet aan de lage kant? Volgens de theorie niet per se, maar 200 t.o.v. 50 Hz is misschien wat tricky. Probeer eens 1000 Hz.
Je hebt het over een spoel. Wat doet deze? Heb je een foto van de situatie?
En, zoals Jaap zegt, een .cmr of .cma bestand zou interessant zijn om te bekijken.
