richtingscoëfficiënt / practicum trillingen

Thijs stelde deze vraag op 01 juni 2008 om 12:31.

ik ben bezig met het uitwerken van een practicum voor school

maar nu kom ik bij een vraag die ik gewoon weg niet snap

 

de vraag luidt als volgt: deze grafiek is echter niet zo geschikt om berekeningen mee uit te voeren. Om een betrouwbare waarde voor de veerconstante te vinden, gaan we de metingen op een andere manier verwerken. Bekijk nog eens de formule voor de veerconstantem (c=4π²m/T²). In het rechter lid v/d formule staat m in de teller en T² in de noemer van de breuk. (nu komt hetgeen wat ik niet begrijp) Als je nu m uitzet tegen T² kun je mbv de richtingscoefficient C berekenen

 

als iemand mij hierbij verder zou kunnen helpen zou ik heel blij worden :)

Reacties

Jan op 01 juni 2008 om 14:08

Dag Thijs.

Even een iets eenvoudiger voorbeeld: je kent voor snelheden van bewegende voorwerpen de formule :

v= s/t  (snelheid = afgelegde weg gedeeld door verstreken tijd)

mag ik aannemen?

Goed, zie  het eerste  diagram, waarbij ik s heb uitgezet tegen t.

  • na 1 s heeft de auto 5 m afgelegd 

snelheid van de auto dus 5 m/s.

Kijken we nou naar die grafiek. Neem je gradenboog, meet de hoek alfa, stop die hoek in je rekenmachine en laat er de tangens van berekenen. Afgezien van afleesfouten op je gradenboog is die tangens gelijk aan 5. Dat noemen we ook wel de richtingscoëfficiënt van die grafiek.

De tangens van een hoek bereken je door de overstaande zijde van een rechthoekige driehoek te delen door de aanliggende rechthoekszijde. Nou, lees maar af, 5, respectievelijk 1, en 5/1 = 5. Zó kun je dus ook de richtingscoëfficiënt bepalen. je deelt hier dus y door x. Maar op je y-as staan meters, op je x-as seconden, je deelt dus feitelijk meters door seconden. Je kunt je richtingscoëfficiënt van deze grafiek dus uitdrukken als m/s.

Je richtingscoëfficiënt is dus 5, uitgedrukt in m/s, je richtingscoëfficiënt geeft je dus je snelheid.

Wel even oppassen met je gradenboog:

  • na 2 seconden heeft deze auto 10 m afgelegd.
  • na 3 s heeft de auto 15 m afgelegd
  • na 4 s heeft de auto 20 m afgelegd
  • etc.

het zal je duidelijk zijn dat de snelheid van de auto 5 m/s bedraagt? Waar je dat ook bepaalt aan de hand van de grafiek, steeds die conclusie 5 m/s. Maar de schaalverdeling van de assen is niet gelijk. gebruik dus niet meer je gradenboog !!!

 

Kijken we nou eens naar de richtingscoëffiënt van deze grafiek. Dat is de tangens van hoek alfa. Hier mag je echter niet zómaar een gradenboog bij pakken, want dan zouden de schalen van de assen éérst aan elkaar gelijk moeten zijn. Hier zijn ze dat niet. Maar dat berekenen met overstaande en aanliggende rechthoekszijde geldt nog wél.

(als je de lengtes van de zijden tenminste afleest op de assen !!!! en niet op een liniaal)

 Nou, lees maar af, 20, respectievelijk 4, en 20/4 = 5. (of kies maar enige andere plaats in de grafiek) Zó kun je dus ook de richtingscoëfficiënt bepalen. je deelt hier dus y door x. Maar op je y-as staan meters, op je x-as seconden, je deelt dus feitelijk meters door seconden. Je kunt je richtingscoëfficiënt van deze grafiek dus uitdrukken als m/s. En wéér is dat 5. Ook zó is je "rico" 5, en geeft die de snelheid weer.

Jouw trillingstijdgrafiek zet je eerst m uit tegen T. Dat geeft een kromme. Maar als je, zoals ze suggereren,  m uitzet tegen T² wordt die ineens wél recht. En daarvan kun je dus weer de rico bepalen zoals hierboven. Je rico geeft dus m/T², en dat is in feite de veerconstante, zoals s/t in feite de snelheid v was.

De rest in de formule zijn constanten. Éven opletten hoe je die verwerkt in je rico (probeer eens?)

Duidelijk zo?

groet, Jan

Thijs op 01 juni 2008 om 16:53

HEEL ERG BEDANKT!! :D

 

ik kan nu verder met mijn uitwerking

 

echt heel erg bedankt

Jan op 01 juni 2008 om 17:04

Graag gedaan,

succes verder. En vergeet die constante 4π² niet.

Pas op, in mijn laatste alinea gleed ik even uit. Je moet hier niet de rico van een T²/m, maar van een m/T² grafiek bepalen natuurlijk.

ga ik zo nog even verbeteren.

Groet, Jan

Thijs op 01 juni 2008 om 17:41

ik ben nu verder met het uitwerken en nu krijg ik het volgende

 

ik heb uitgerekent dat de C (rico dus :P) 2 kg/s² is

iets later moest ik uitrekenen dat van die zelfde veer de C:8N/m is

 

nu is de vraag: vergelijk deze 2 uitkomsten en geef er commentaar over

 

dus 2 kg/s²=8 N/m

wat valt hier nog meer over te zeggen?

 

mvg Thijs

Jan op 01 juni 2008 om 18:01

Dag Thijs,

Daar valt van te zeggen dat er iets niet klopt. :-(

Om te beginnen, kun je in die vergelijking 2 kg/s² = 8 N/m die newton eens vervangen door de SI-grondeenheden waaruit de newton "bestaat"?

Misschien valt er dan een kwartje?

Groet, Jan

Thijs op 01 juni 2008 om 21:28

is het dan c= 2 kg/s²=8 kgms-²/m ????

 

maar dat ziet er zo onlogisch uit

dus ik dacht mischien is het c= 2 kg/s²=8kg/m => 2s²=8m?

 

he...okee ik snap het even niet meer

ik dacht dat je f mocht uitdrukken in newton per meter? :O

Jan op 01 juni 2008 om 21:42

Dag Thijs,

Je schreef:

  • is het dan c= 2 kg/s²=8 kgms-²/m ????

Jawel, en dat ziet er inderdaad onlogisch uit.

 

Maar NIET onlogisch qua eenheden. Streep maar weg:

  • de kg links tegen de kg rechts
  • de m rechtsboven  tegen de m rechtsonder
  • en de s² links tegen de s² rechts.

Qua eenheden is je vergelijking dus perfect in orde.

Alleen, nu hou ik over 2 = 8. EN DÁT KAN NIET. Dus ergens onderweg naar c= 2 kg/s²=8 N/m ben je een factor 4 kwijtgeraakt of rijker geworden. Ergens moet een foutje zitten in je berekeningen.

Valt nu het kwartje?

Groet, Jan

Thijs op 01 juni 2008 om 21:57

uit berekeningen met die veer kwam ik uit op c=2kg/s²

want de rico op de grafiek massa=y-as en t²(s²)=x-as is 2

dus als ik het goed begrepen had vanmiddag is c dan kg/s²

eeder kreeg ik echter wel de formule c=(4pi²m)/(t²) en de grafiek is alleen om m en t²....mischien is hier dan de missende factor(4pi²)?

 en als dat hem is hoe moet ik hem dan toepassen

moet ik dan die 2 vermenigvuldigen met 4pi²?

Jan op 01 juni 2008 om 22:35

Ik merkte eerder al 2x op dat je moest oppassen die constanten uit die formule verder goed te verwerken. :-)

(c=4π²m/T²) zei je.

wil je dan uit je rico rechtstreeks de veerconstante aflezen, dan zul je 4π²m moeten uitzetten tegen T²

Als jij een rico van 2 vond zónder die 4π² erin te betrekken, zul je die nog moeten toevoegen aan de factor boven de streep in y/x.

Dan vind je echter (afgerond) 78 kg/s² = 8 N/m

klopt nog steeds niet. Zit er dus nóg ergens een fout. :-(   

Ruwweg een factor π², of een factor 10, maar dat kan toeval zijn.  Want die uiteindelijke factor van ca 10 kan óveral zitten, en kan zelf trouwens weer een combinatie van meerdere fouten zijn  (een factor 20 aan de éne kant én een factor 2 aan de andere kant geven samen óók een factor 10 verschil).

Ik kan niet door al je proefgegevens, redeneringen en berekeningen bladeren van hieruit om dat eruit te gaan vissen. Je zult dus zeer kritisch doorheen héél je proef moeten. En het kan ook nog zoiets knulligs zijn als een verkeerd ingetikte komma....

zoek ze.....

Groet, Jan

Thijs op 01 juni 2008 om 23:13

de factor 10 was terug te vinden in opgave 1

hier moest je namelijk de T delen door 10

 

als je deze evenlater weer terugdraait word de rico 10x zo klein

ipv de 79kg/s² wordt het dus 7.9kg/s²

 dan krijg je 7.9kg/s²=8N/m oftewel 7.9=8 en afgerond 8=8

 

HEEL ERG BEDANKT VOOR ALLE HULP!!!

Jan op 01 juni 2008 om 23:45

Zo zie je, in eerste instantie een factor 4 die een combinatie was van een factor 40 aan de ene en een factor 10 aan de andere kant. (er is overigens nog steeds de mogelijkheid dat beide zijden een gelijke factor fout zitten,  :-s    gnegnegne......)

Leuk hè, natuurkunde? Nadrukkelijk op je fouten gewezen worden door je eigen bevindingen, handig.  Ofwel, de natuur liegt niet.

nu is de vraag: vergelijk deze 2 uitkomsten en geef er commentaar over.

Nou, dat zal wel lukken dan denk ik hè.. :D

groet, Jan

Indy op 25 april 2021 om 09:09
Hoi, ik heb een vraag.
Ik ben met hetzelfde practicum bezig, maar dan net iets anders. Ik moet ook de veerconstante van de veer bepalen aan de hand van een grafiek en mijn waarde vergelijken met de waarde uit opdracht 1. Deze veerconstante is 19,3 N/m bij een uitrekking van 3,0 cm. Nu kom ik met mijn richtingscoëfficient uit op 2. Ik heb een keer de T door 10 moeten delen als extra informatie...

maar wat moet ik nu doen?
Jan van de Velde op 25 april 2021 om 09:17
dag Indy,

 maar wat moet ik nu doen?

 ons wat meer informatie geven, want met wat je schrijft vallen er geen fouten (in aanpak of rekenen) aan te wijzen.

Indy

Deze veerconstante is 19,3 N/m bij een uitrekking van 3,0 cm. 

 als het goed is geldt die veerconstante voor dié  veer bij elke redelijke uitrekking.
Maar klopt het dat je bij die 3 cm uitrekking een gewichtje van ongeveer 58 g aan je veer had hangen? Of heb je die veerconstante bepaald aan de hand van een trillingsproef?

Kortom, als je wil dat we fouten aanwijzen dan zul je met je metingen en berekeningen af moeten komen. We kunnen niet van achter onze schermen over je schouder mee kijken.

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

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

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

Antwoord: (vul een getal in)