Shoutbox

De shoutbox wordt geladen...

veerconstante van een schroefveer

Verslag Natuurkunde


Niveau: 5 VWO

Taal:

Opmerking: grafieken uit exel zijn weggevallen, sorry.


Bekeken: 4164 keer


Beoordeling


Dit huiswerk delen & naar vrienden sturen




* De meetresultaten:



Tabel 1: u als functie van F



massa m (kg) hoogte h (m) uitrekking u (m) kracht F (N)

0.091 0.402 nul nul

0.191 0.346 0.056 0.981

0.291 0.294 0.108 1.96

0.391 0.240 0.162 2.94

0.491 0.185 0.217 3.92

0.591 0.135 0.267 4.91

0.491 0.185 0.217 3.92

0.391 0.240 0.162 2.94

0.291 0.294 0.108 1.96

0.191 0.348 0.054 0.981

0.091 0.402 nul nul





Tabel 2: T als functie van m



tijd voor 10 trillingen (s)

massa m (kg) meting 1 meting 2 meting 3 trillingstijd T (s) T2

(s2)

0.091 4.5 4.5 4.6 0.45 0.21

0.191 6.5 6.5 6.5 0.65 0.42

0.291 8.0 7.8 7.9 0.79 0.62

0.391 9.4 9.2 9.3 0.93 0.86

0.491 10.3 10.4 10.4 1.0 1,0

0.591 11.3 11.4 11.4 1.1 1.3





* De uitwerking:



1.a Figuur 1: het u,F-diagram



b De grafiek heeft de vorm van een lineaire lijn door 0.

c Hieruit kun je concluderen dat de uitrekking rechtevenredig is met de kracht.



2. F = Cu * u  Cu = F / u = 4,91 N / 0,267 m = 18,4 N/m



3.a Figuur 2: het m,T2-diagram



b De grafiek heeft de vorm van een lineaire lijn.

c Hieruit kun je concluderen dat de massa evenredig is met de trillingstijd gekwadrateerd.



4.  T2 = 4Π2 * m / CT  CT = 4Π2 * m / T2

Om Ct te bepalen nemen we een makkelijk afleesbaar punt in de grafiek. CT = 4Π2 * 0,52 kg / 1,12 s2 = 18,3 N/m



5.a ((CT - Cu)/Cu) * 100% = ((18,3 – 18,4)/18,4) * 100% = -0,543%

b De twee methoden zijn niet even nauwkeurig want de hoogte boven het tafeloppervlak is veel nauwkeuriger te meten dan de trillingstijd. Dit komt ook tot uiting in de grafiek, je ziet namelijk dat de punten van de eerste methode veel beter op een rechte lijn liggen dan de punten van de tweede methode.



6.a De uitrekking van het Cs-veersysteem wordt 2 keer zo groot omdat beide veren door het gewicht uitrekken. De uitrekking van de ene veer wordt niet beïnvloed door de aanwezigheid van de andere veer (aangenomen dat de massa van de veren verwaarloosbaar is ten opzichte van het gewicht).  C = F / u  Cs = F / 2u = ½C

b De uitrekking van het Cp-veersysteem wordt de helft van het C-veersysteem omdat iedere veer voor de helft de zwaartekracht die op het gewicht werkt compensereert.

 C = F / u  Cp = F / ½u = 2C

c De uitrekking van de ene veer wordt niet beïnvloed door de uitrekking van de andere veer (weer aangenomen dat de massa van de veren verwaarloosbaar is ten opzichte van het gewicht).

 Voor veer 1 geldt: F = C1 * u1 ; voor veer 2 geldt: F = C2 * u2

Voor het gehele veersysteem geldt: F = Cos (u1 + u2) = Cos (F / C1 + F / C2¬) =

Cos * F (1/C1 + 1/C2)  1/Cos = 1/C1 + 1/C2



7.a C is niet afhankelijk van de massa.

b C zal voornamelijk afhangen van het materiaal waarvan de veer gemaakt is, van het aantal windingen per lengte eenheid en de grootte van de windingen.



8.a Direct na het loslaten werken de zwaartekracht en de veerkracht op het voorwerp.

b Fz = 9,81 * m Fv = C * u

Fres = Fz - Fv = 9,81 * m - C * u

c In de evenwichtsstand geldt Fz = Fv  Fres = 0.

Op het moment dat je het voorwerp de afstand u omlaag trekt wordt de veerkracht steeds groter, gericht in de andere richting dan u. Als je het voorwerp loslaat is de resulterende kracht naar boven gericht. Het voorwerp versnelt en schiet door de evenwichtsstand heen. Dan wordt de veerkracht kleiner dan de zwaartekracht waardoor de resulterende kracht naar beneden is gericht en het voorwerp wordt afgeremd. Op een bepaald moment (het hoogste punt) is de snelheid 0 en is de resulterende kracht maximaal naar beneden gericht. Het voorwerp wordt dan weer versneld naar beneden, gaat door de evenwichtsstand en wordt weer afgeremd, enz…