Practicum 1 Trillingen: Relatie trillingstijd, massa en veerconstante

Download docentenhandleiding van dit practicum als pdf

Omschrijving

In dit practicum gaan leerlingen kennismaken met het massa-veersysteem. De leerlingen krijgen 5
veren met verschillende veerconstante. De leerlingen onderzoeken:

Dit practicum omvat veel verschillende opdrachten en kan daardoor te lang duren voor 1 lesuur van 50 minuten. Onder het kopje organisatie worden een aantal varianten besproken.

Leerdoelen

De leerdoelen in dit practicum zijn:

Begrippen en formules:

Vaardigheden:

Voorkennis

Leerlingen moeten een coördinatentransformatie kunnen uitvoeren om het verband tussen de trillingstijd en de massa en veerconstante te bepalen.

 

Benodigdheden

*Hoe kun je de veren zelf maken

Er is een eenvoudige en goedkope manier om sets veren met variabele veerconstanten voor dit experiment te maken. Diverse wetenschappelijke leveranciers verkopen langwerpige, strak opgerolde veren voor het bestuderen van de golfbeweging. Deze hebben doorgaans een onuitgerekte lengte van ongeveer 2 meter en een diameter van ongeveer 2,0 cm. Het knippen van zo'n veer in lengtes zoals 7,0, 14,0, 21,0, 28,0 en 35,0 cm levert een set veren met merkbaar verschillende veerconstanten. Uit elke 2,0 m opgerolde veer kunnen ongeveer 2 sets van 5 veren gemaakt worden. Wanneer de veren worden geknipt, moeten twee windingen van de veer 90° worden omgebogen ten opzichte van de andere windingen aan het einde van elke veer om bevestigingspunten te maken. Het is raadzaam om de geknipte veren te vervormen totdat de windingen iets van elkaar gescheiden blijven wanneer er geen kracht op de veer wordt uitgeoefend. Dit zal een veer opleveren die goed werkt voor alle experimenten. Ideaal zou elke groep één set van vijf veren moeten hebben, maar met zorgvuldige organisatie kunnen een paar sets worden gedeeld met de hele klas, waarbij veren worden uitgewisseld indien nodig voor verschillende onderdelen van het experiment.

 

Klassikale introductie van het practicum

Uitvoering

Elk groepje voert twee onderzoeken uit: onderzoek naar de veerconstante en trillingstijd.

Veerconstanten bepalen

 

 

Onderzoek naar trillingstijd

Organisatie

Deze practicum les is veel omvattend en kan mogelijk in twee lessen gesplitst worden. De tijdsindicatie voor de verschillende onderdelen:

 

Inhoud kringgesprek

Inhoud logboek

Voorbeeld resultaten

Kracht vs uitrekking:

 

Trillingstijd vs amplitude

 

Trillingstijd vs massa en Trillingstijd vs massa2

 


Trillingstijd vs veerconstante

 

Extra Verband lengte veer en veerconstante