trillingen

fien stelde deze vraag op 17 oktober 2023 om 21:45.

 1     Piet heeft een dunne metalen staaf verticaal ingeklemd.

Met een trilapparaat brengt hij de staaf in trilling. Er ontstaat bij een bepaalde frequentie een staande golf in de staaf.

a     Hoe heet dit verschijnsel?

 
De staaf wordt door een stroboscoop belicht. Bij een frequentie van 108 Hz van de stroboscoop zien we in figuur 2 de opeenvolgende uiterste standen van de staande golfbeweging. De lengte van de staaf is 0,72 m.

b     Bereken de golflengte van de staande golf.

c     Bereken de golfsnelheid.

De staaf in de figuur trilt niet met de grondfrequentie.

d     Schets de staaf als deze trilt met de grondfrequentie.

e     Bereken de grondfrequentie waarmee de staaf trilt.

Ik snapte hierbij voornamelijk vraag b en c niet. 
 

Reacties

Theo de Klerk op 17 oktober 2023 om 21:55
b.  Je ziet  3/4 golflengte afgebeeld. Dan moet 1 golflengte toch niet zo'n probleem zijn?
c.  De golfvergelijking is  f λ = v   . Je kent f (te bepalen uit de stroboscoopfrequentie van 108 Hz waarbij de golf zich als staande golf uit) en λ uit b. Dus ken je v.
fien op 17 oktober 2023 om 21:58
Ik snap persoonlijk niet helemaal waarom je nog moet rekenen met de frequentie, terwijl die al gegeven is.
Theo de Klerk op 17 oktober 2023 om 22:00
Bij elke 1/108-ste seconde zie je de snaar. Eerst naar links, dan naar naar rechts. Wat is een hele trilling?
Fien op 17 oktober 2023 om 22:07
0,0064 seconde denk ik.
Theo de Klerk op 17 oktober 2023 om 22:10
Licht toe.
Fien op 17 oktober 2023 om 22:14
1/108 ste seconde gaat over 3/4 golf. 1/108 delen door 3 en keer 4 geeft0,0064 seconde
Theo de Klerk op 17 oktober 2023 om 22:29
Foute redenering. 3/4 golf of 12 golven... geven soortgelijk beeld (met meer golftoppen).
1/108-ste seconde toont een uitwijking van de staande golf naar een kant.
Nog een 1/108-ste seconde toont de uitwijking de andere kant op.
Hoeveel tijd tussen 2 identieke uitwijkingen? Frequentie is f= 1/T
fien op 17 oktober 2023 om 22:37
Er zit dan toch gewoon 108 Hz tussen?
Jan van de Velde op 17 oktober 2023 om 22:37

Fien

1/108 ste seconde gaat over 3/4 golf. 1/108 delen door 3 en keer 4 geeft0,0064 seconde

 als de staaf net als de stroboscoop zou trillen met 108 Hz dan zagen we de staaf alleen maar in één en dezelfde stand, bijvoorbeeld:


Steeds als de staaf een volledige trilling afmaakt geeft die stroboscoop weer een flits. 

Maar op jouw stroboscoopbeeld staat de staaf niet 1 maar  2 x afgebeeld. Conclusie omtrent freqentie en/of trillingstijd? 

groet, Jan 

 

fien op 17 oktober 2023 om 22:46
Ik begrijp niet helemaal waarom die lijn twee keer staat afgebeeld dan. Ik dacht dat dit was om de amplitudes aan te geven.
Theo de Klerk op 17 oktober 2023 om 22:57
Dat heeft er niets mee te maken. De stroboscoop geeft de stand van de snaar aan als er een lichtflits is. Alsof je alleen dan even je ogen open doet. Als iemand omhoog springt dan zie je hem ook in een paar "standen" hoewel hij in het donker een vloeiende springbeweging maakt.
Dat doet die snaar ook. Die trilt de hele tijd - met meer of minder uitwijking. De stroboscoop legt moment opnamen vast. En door de flitsfrequentie te verhogen (zoals de opgave zegt) leggen ze de stand van de trilling vast op t= 0, t=1/108 s t =2/108 s etc. En er is maar 1 snaar die blijkbaar in verschillende standen (bij goed kiezen van de frequentie 2 "stilstaande standen"=steeds dezelfde uitwijking) wordt gezien. Elke stand vertegenwoordigt de uitwijking na een halve trilling...
fien op 17 oktober 2023 om 23:03
De stroboscoop maakt dus eigenlijk tijdens de trilling van de snaar 2 'foto's'. Dit zou dus dan betekenen dat de frequentie van de snaar 2 keer zo laag is. Zeg ik het zo goed?
Theo de Klerk op 17 oktober 2023 om 23:08
Dat klinkt al beter!
Jan van de Velde op 17 oktober 2023 om 23:08
nee, dit is een "echte" foto
(NB: ik had tijdens het schrijven van onderstaande jouw reactie van 23:03 nog niet gezien)
die stroboscoop geeft elke 1/108 = 0,00925... s een flitsje, en die lichtflitsen komt terecht op een fotografische film. 



trillingstijd van de stroboscoop is hier 1/4 = 0,25 s. 
Het meisje staat door 5 opeenvolgende "flitsen" geregistreerd
Tussen elke twee opeenvolgende fotootjes dus 0,25 s.  De schommel doet er dus 4 x 0,25 = 1 s over om van de ene naar de andere kant te gaan en heeft dus zelf een trillingstijd van 2 s.
(ja, er zijn nog andere mogelijkheden om deze "foto" te maken, met andere stroboscoopfrequenties, maar dat gepuzzel wordt nu niet gevraagd). 

Jouw staaf is dus elke 0,00925... s geflitst. 
Staat twee keer op twee verschillende posities op de foto, en heeft dus zelf een trillingstijd van 0,0185... s oftewel een frequentie van 54 Hz. 
(ja, er zijn nog andere mogelijkheden om deze "foto" te maken, met andere stroboscoopfrequenties, maar dat gepuzzel wordt nu vast niet gevraagd).

Werking van de stroboscoop duidelijk? 

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

Roos heeft achttien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)