In dit practicum onderzoeken leerlingen zelfstandig van welke grootheden de voortplantingssnelheid van een puls afhankelijk is. De invloed op de voortplantingssnelheid van: amplitude, frequentie, afgelegde weg en spanning in de veer (uitrekking) wordt kwalitatief onderzocht
Leerdoelen
Voortplantingssnelheid is onafhankelijk van amplitude, frequentie of trillingstijd, afgelegde weg door de veer
Voortplantingssnelheid is afhankelijk van de spanning in de veer.
Verschil voortplantingssnelheid bij een longitudinale of transversale golf.
Voorkennis
De begrippen: amplitude, trillingstijd, frequentie
Snelheid bepalen uit afgelegde weg en benodigde tijd
s = v . t
Verschil tussen longitudinale en transversale golf
Benodigdheden
Lange veer voor elk groepje
Meetlint
Stopwatch
Klassikale introductie van het practicum
Herhaal met leerlingen de uitkomst van het vorige practicum (gekoppeld massa-veersystemen)
Herhaal hoe toen de voortplantingssnelheid is bepaald
Laat leerlingen brainstormen over de verschillende grootheden die de voortplantingssnelheid kunnen beïnvloeden
Bespreek hoe je deze grootheden van invloed kunnen zijn op de voortplantingssnelheid en hoe je dit zou kunnen onderzoeken.
Bespreek hoe je grootheden constant kunt houden terwijl je een andere grootheid varieert (zie foto’s bij uitvoering). Doe de opstelling uit de foto’s voor.
Verschillende amplitude
Verschillende golflengte
Uitvoering
Hoe bepaal je de voortplantingssnelheid van de puls?
Laat leerlingen een steeds grotere afstand meten en de daarbij behorende tijd (bv. 1x, 2x, 3x, heen en weer). Laat leerlingen een diagram tekenen (t,s diagram)
Om de verschillende voortplantingssnelheden te vergelijken kun je een lange veer dubbel nemen (stukje er tussen houden zodat de twee stukken niet in elkaar komen). Dan weet je zeker dat ze dezelfde voortplantingssnelheid hebben
Verschillende amplitude onderzoeken kun je doen zoals aangegeven in de figuur hierboven.
Verschillende pulslengte kun je onderzoeken zoals aangegeven in de figuur op hieronder.
Voor verschillende spanningen kun je één kant van de veer meer uitrekken (dan moeten de leerlingen wel een andere afstand nemen die de puls heeft afgelegd)
Organisatie (optioneel)
Tijdsplanning
Introductie 15 minuten
Uitvoering 20 minuten
Verwerking 10 minuten
Kringgesprek 10 minuten
Logboek 5 minuten
Organisatie
Maak groepjes van minimaal 4 personen
Twee personen houden de veer vast
Eén persoon maakt de puls
Eén persoon meet de tijd en afstand
Noteer de onderzoeksvragen die uit de discussie zijn gekomen op het bord
Geef duidelijk aan dat het hier om kwalitatief onderzoek gaat (wat is het verschil?)
Geef elk groepje een andere onderzoeksvraag, geef ook onderzoeksvragen waarvan je weet dat de voortplantingssnelheid hierdoor niet beïnvloed wordt.
Laat leerlingen op het whiteboard hun hypothese geven + waarom ze dat denken
Laat elk groepje zijn resultaten op het whiteboard weer geven
Laat elk groepje een conclusie formuleren op het whiteboard
Inhoud kringgesprek
Bespreek van elk groepje de uitkomsten van de whiteboards
Noteer de conclusies van de onderzoeksvragen op het bord onder de onderzoeksvraag
Vraag vooral door naar het hoe en waarom van de hypothese en vergelijking met het werkelijke resultaat
Vraag ook naar de aanpak die leerlingen hebben gebruikt
Inhoud logboek (optioneel)
Voortplantingssnelheid onafhankelijk van: trillingstijd, pulslengte en amplitude
Voortplantingssnelheid afhankelijk van spanning in de veer (= alleen afhankelijk van het medium)
Voortplantingssnelheid bij longitudinaal en transversaal is niet gelijk
Verschillende golflengte