Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Vergelijkbare documenten
Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Samenvatting Natuurkunde Samenvatting 4 Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen

m C Trillingen Harmonische trilling Wiskundig intermezzo

Trillingen. Welke gegevens heb je nodig om dit diagram exact te kunnen tekenen?

Hoofdstuk 3 Kracht en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Hoofdstuk 3 Kracht en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Trillingen en geluid wiskundig

Trillingen... 2 Harmonische trilling... 3 Opgave: Bol aan veer II... 5

Hoofdstuk 12 Elektrische velden. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Deze toets bestaat uit 3 opgaven (30 punten). Gebruik eigen grafische rekenmachine en BINAS toegestaan. Veel succes!

NATUURKUNDE. Bepaal de frequentie van deze toon. (En laat heel duidelijk in je berekening zien hoe je dat gedaan hebt, uiteraard!)

RBEID 16/5/2011. Een rond voorwerp met een massa van 3,5 kg hangt stil aan twee touwtjes (zie bijlage figuur 2).

Hoofdstuk 12 Elektrische velden. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Examentraining Natuurkunde havo Subdomein B1. Informatieoverdracht

Herhalingsopgaven 6e jaar

12.0 Voorkennis. Voorbeeld 1: Los de vergelijking sin(a) = 0 op. We zoeken nu de punten op de eenheidscirkel met y-coördinaat 0.

Hoofdstuk 8 Hemelmechanica. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

-0,20,0 0,5 1,0 1,5 0,4 0,2. v in m/s -0,4-0,6

Natuurkunde. theorie. vwo. INKIJKEXEMPlAAR. WisMon examentrainer

m C Trillingen FREQUENTIE De periode is 0,73 s. Bereken de frequentie.

Krachten (4VWO)

Samenvatting Natuurkunde Hoofdstuk 8, Bewegen in functies

De leraar fysica als goochelaar. lesvoorbeeld: harmonische trillingen

Stevin havo deel 2 Uitwerkingen hoofdstuk 3 Trillingen ( ) Pagina 1 van 11

Begripsvragen: Cirkelbeweging

Opgave 1 Koolstof-14-methode

Als de lijn een sinusvorm heeft spreek je van een harmonische trilling of een zuivere toon.

Brede opgaven bij hoofdstuk 2

Eindexamen natuurkunde pilot vwo II

Trillingen. Welke gegevens heb je nodig om dit diagram exact te kunnen tekenen?

Hoofdstuk 6 Energie en beweging. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Opgave 2 Amplitude = afstand tussen de evenwichtsstand en de uiterste stand.

Naam:... examennummer:...

Opgave 1 Onder de uitwijking verstaan we de verschuiving ten opzichte van de evenwichtsstand.

vwo wiskunde b Baanversnelling de Wageningse Methode

Theorie: Snelheid (Herhaling klas 2)

b. Stop het model na 4 perioden. Bepaal de amplitude meteen na drie perioden. Na drie perioden is de amplitude gelijk aan: 0, m

Trillingen en Golven. Samenvatting natuurkunde Hoofdstuk 3 & 4 Joris van Rijn

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

MINISTERIE VAN ONDERWIJS, WETENSCHAP EN CULTUUR UNIFORM EXAMEN HAVO 2015

TRILLINGEN & GOLVEN HAVO

Eindexamen vwo natuurkunde 2013-I

Examentraining Leerlingmateriaal

Klassieke en Kwantummechanica (EE1P11)

5.1 De numerieke rekenmethode

1 VRIJE TRILLINGEN 1.0 INLEIDING 1.1 HARMONISCHE OSCILLATOREN het massa-veersysteem. Hoofdstuk 1 - Vrije trillingen

Hoofdstuk 1 Beweging in beeld. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Eindexamen natuurkunde 1-2 vwo I

Hoofdstuk 9 Golven. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Veerconstante bepalen

Mooie samenvatting: Stencil%20V4%20samenvatting.doc.

4,4. Praktische-opdracht door een scholier 2528 woorden 23 juni keer beoordeeld. Natuurkunde. De Veer. Het bepalen van de veerconstante,

Eindexamen natuurkunde vwo II

Inleiding kracht en energie 3hv

Eindexamen natuurkunde 1-2 havo 2002-I

Uitwerkingen natuurkunde VWO-1998-I S))))))))))))))))))))))))))))))))))))

In autotijdschriften staan vaak testrapporten van nieuwe auto s. In de figuur op de bijlage is zo n overzicht afgedrukt.

- KLAS 5. a) Bereken de hellingshoek met de horizontaal. (2p) Heb je bij a) geen antwoord gevonden, reken dan verder met een hellingshoek van 15.

Trillingen en geluid wiskundig. 1 De sinus van een hoek 2 Uitwijking van een trilling berekenen 3 Macht en logaritme 4 Geluidsniveau en amplitude

2de bach HIR. Optica. Smvt - Peremans. uickprinter Koningstraat Antwerpen EUR

Mkv Dynamica. 1. Bereken de versnelling van het wagentje in de volgende figuur. Wrijving is te verwaarlozen. 10 kg

Lessen in Krachten. Door: Gaby Sondagh en Isabel Duin Eckartcollege

Hoofdstuk 8 Hemelmechanica. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

An analytical algebraic approach to determining differences in oscillation data between observed, computed and simulated environments

EXAMEN VOORBEREIDEND WETENSCHAPPELUK ONDERWIJS IN 1979 , I. Dit examen bestaat uit 4 opgaven. " '"of) r.. I r. ',' t, J I i I.

1. 1 Wat is een trilling?

Uit de definitie van arbeid volgt dat de eenheid van arbeid newton * meter is, afgekort [W] = Nm.

VAK: natuurkunde KLAS: Havo 4 DATUM: 20 juni TIJD: uur TOETS: T1 STOF: Hfd 1 t/m 4. Opmerkingen voor surveillant XXXXXXXXXXXXXXXXXXX

15.1 Oppervlakten en afstanden bij grafieken [1]

Eindexamen vwo natuurkunde I

V A D E M E C U M M E C H A N I C A. 2 e 3 e graad. Willy Cochet Pagina 1

Fysica: mechanica, golven en thermodynamica PROEFEXAMEN VAN 12 NOVEMBER 2008

Examen VWO. wiskunde B1,2

Opgave 1 Golven op de bouwplaats ( 20 punten, ) Een staalkabel met lengte L hangt verticaal aan een torenkraan.

Samenvatting NaSk 1 Natuurkrachten

Hoofdstuk 9 Golven. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

2.1 Kenmerken van een trilling

Naam: examennummer:.

WAFYLISIBICA Theorie 4

d. Bereken bij welke hoek α René stil op de helling blijft staan (hij heeft aanvankelijk geen snelheid). NB: René gebruikt zijn remmen niet.

Opgave 2 Een sprong bij volleyball 2015 I

HOGESCHOOL ROTTERDAM:

Practicumverslag ingeleverd op

natuurkunde havo 2016-I

Een snaar vertoont de bovenstaande staande trilling. Met welke toon hebben we hier te maken? 1. De grondtoon; 2. De vijfde boventoon; 3. De zesde bove

9.1 Recursieve en directe formules [1]

BEWEGING HAVO. Raaklijnmethode Hokjesmethode

Hoofdstuk 13 Magnetische velden. Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

Noorderpoort Beroepsonderwijs Stadskanaal. Reader. Complete reader periode 1 leerjaar 2. J. Kuiper. Transfer Database

ATWOOD Blok A en blok B zijn verbonden door een koord dat over een katrol hangt. Er is geen wrijving in de katrol. Het stelsel gaat bewegen.

Samenvatting Natuurkunde Syllabus domein C: beweging en energie

Eindexamen natuurkunde pilot havo I

Vraag Antwoord Scores. methode 1 Omdat de luchtweerstand verwaarloosd wordt, geldt: v( t) = gt. ( ) ( ) 2

Lessen wiskunde uitgewerkt.

TENTAMEN NATUURKUNDE

Rekenmachine met grafische display voor functies

jaar: 1989 nummer: 25

TENTAMEN DYNAMICA (140302) 29 januari 2010, 9:00-12:30

1 f T De eenheid van trillingstijd is (s). De eenheid van frequentie is (Hz).

Transcriptie:

Hoofdstuk 4 Trillingen en cirkelbewegingen Gemaakt als toevoeging op methode Natuurkunde Overal

U (V) 4.1 Eigenschappen van trillingen Harmonische trilling Een electrocardiogram (ECG) gaf het volgende hartfilmpje. = periodiek verschijnsel rond een evenwichtsstand + evenwichtstand O t (s) Periode tijd Trillingstijd T = 1 f Met f de (trillings)frequentie in hertz (Hz)

Rekenvoorbeeld De frequentie wordt uitgedrukt in Hz (s 1 ). Bereken de trillingstijd van de onderstaande frequenties. 1) f = 50Hz 1) T = 1 50 = 0,02s = 20ms 2) f = 125kHz 3) f = 10Mhz 2) T = 1 125000 = 8 10 6 = 8μs 3) T = 1 10000000 = 1 10 7 = 0,1μs 4) f = 0,011Hz 4) T = 1 0,011 = 90,9s 1,5min

u (m) Harmonische trilling = trilling die zichzelf steeds herhaalt, waarbij wrijving verwaarloosd wordt φ r = 1 4 φ r = 1 4 φ r = 1 φ = 1 1 4 0,1 4 T = 0,4 φ = Δt T = ft A = 0,1 φ r = 1 φ r = φ geheel getal φ r = 1 2 φ φ r = 0 r = 0 φ r = 0 φ O 2 r = 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 φ r = 1 2 φ = 1 1 2 0,7 t (s) 0,1 φ r = 3 4 φ = 1 3 4 φ r = 3 4 φ r = 3 4

4.2 Trillingen in diagrammen en formules Rekenvoorbeeld a) Teken een harmonische trilling met een amplitude van 3,0dm, met een frequentie van 100Hz, waarbij 3 periodes zichtbaar zijn. b) Bepaal uit je grafiek de maximale snelheid.

u (m) Rekenvoorbeeld a) Teken een harmonische trilling met een amplitude van 3,0dm, met een frequentie van 100Hz, waarbij 3 periodes zichtbaar zijn. b) Bepaal uit je grafiek de maximale snelheid. A = 3dm = 0,3m 0,3 T = 1 f = 1 100 = 0,01s v max = Δu Δt raaklijn 0,3 0,3 0,017 0,013 O 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 t (s) 2 10 2 m/s 0,3

u (m) Rekenvoorbeeld a) Teken een harmonische trilling met een amplitude van 3,0dm, met een frequentie van 100Hz, waarbij 3 periodes zichtbaar zijn. b) Bepaal uit je grafiek de maximale snelheid. c) Controleer de maximale snelheid met behulp van een berekening. 0,3 A = 3dm = 0,3m T = 1 f = 1 100 = 0,01s v max = Δu Δt raaklijn 0,3 0,3 0,017 0,013 O 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 t (s) 2 10 2 m/s v max = 2πfA = 2π 100 0,30 = 1,9 10 2 m/s 0,3

4.3 Demping en resonantie Eigenfrequentie = frequentie waarin een voorwerp het liefste trilt Tacoma bridge

Resonantie = het meetrillen van een voorwerp door een trilling van buitenaf, omdat de frequentie van de trilling gelijk is aan de eigenfrequentie van het voorwerp. Trillingstijd bij harmonische oscillator T = 2π m C Met: T de trillingstijd in seconde (s) m de massa van het voorwerp in kilogram (kg) C de veerconstante in newton per meter (N/m)

Rekenvoorbeeld krachten bij trillingen Aan het plafond hangt een veer met lengte L 0 = 16cm. Er wordt een gewicht aan gehangen met m = 204g. De veer heeft een veerconstant C = 25N/m. De veer met de massa wordt 6cm naar beneden getrokken. Maak een schets van één hele trilling, waarbij je ervan uit mag gaan dat het massaveersysteem zich als een harmonische oscillator gedraagt. Geef op 4 kenmerkende punten de uitwijking, uitrekking en de werkende krachten op de massa weer en bereken de trillingstijd.

Rekenvoorbeeld krachten bij trillingen Aan het plafond hangt een veer met lengte L 0 = 16cm. Er wordt een gewicht aan gehangen met m = 204g. De veer heeft een veerconstant C = 25N/m. De veer met de massa wordt 6cm naar beneden getrokken. Maak een schets van één hele trilling, waarbij je ervan uit mag gaan dat het massaveersysteem zich als een harmonische oscillator gedraagt. Geef op 4 kenmerkende punten de uitwijking, uitrekking en de werkende krachten op de massa weer en bereken de trillingstijd. L 0 = 16cm = 0,16m m = 204g = 0,204kg C = 25N/m u = 6cm Uitwijking u = 8cm Uitrekking Uitrekking van de veer in ev-stand: F v = F z Cu = mg u = mg C 0,204 9,81 u = 25 8cm

Rekenvoorbeeld krachten bij trillingen L 0 = 16cm L 0 is de rustlengte, dus de uitrekking is dan 0. u = 2cm uitrekking L 0 = 16cm = 0,16m m = 204g = 0,204kg C = 25N/m u = 8cm u = 14cm u = 6cm u = 8cm u = 6cm u = 8cm uitwijking ev stand u = 6cm Uitwijking u = 8cm Uitrekking

Rekenvoorbeeld krachten bij trillingen F res is evenwijdig met en tegengestelt aan de uitwijking F res wijst altijd naar de evenwichtsstand. L 0 = 16cm L 0 is de rustlengte, dus de uitrekking is dan 0. u = 2cm F z = mg = 2,0N. Deze is overal gelijk! F v = Cu = 0,25u. De uitrekking! F res = F v F z = Cu = 0,25u. De uitwijkking! uitrekking L 0 = 16cm = 0,16m m = 204g = 0,204kg C = 25N/m u = 8cm u = 14cm u = 6cm u = 8cm u = 6cm u = 8cm uitwijking ev stand u = 6cm Uitwijking u = 8cm Uitrekking T = 2π m C = 2π 0,204 25 0,57s

4.4 Cirkelbewegingen Eenparige cirkelbeweging = cirkelbeweging met constante snelheid Volgens de Wetten van Newton beweegt een voorwerp altijd in de richting van de snelheid, tenzij er een kracht op werkt. v v F mpz F mpz v v = omtrek tijd = 2πr T = 2πrf Voor een cirkelbeweging moet er dus altijd een kracht werken, loodrecht op de bewegingsrichting. Dit is F mpz. F mpz F mpz v Z F mpz v r F mpz F mpz F mpz J v v F mpz = mv2 r Met F mpz de middelpuntzoekende kracht in newton (N) m de massa van het ronddraaiende voorwerp in kilogram (kg) v de baansnelheid in meter per seconde (m/s) r de straal van de baan in meter (m)

Rekenvoorbeeld afrit snelweg Op de autosnelweg rijdt je 120km/h. Je neemt de afrit met een constante snelheid naar een andere snelweg zoals hieronder is aangegeven. De borden bij de autoweg geven een adviessnelheid aan van 70km/h. De wrijvingscoëfficiënt is gelijk aan 0,80 en de diameter van de bocht is ongeveer 160m. a) Welke krachten werken er op de auto in de bocht? b) Bereken hoe hard een vrachtauto maximaal mag rijden in de bocht. c) Dhr. Hermans beweert dat je makkelijk harder mag rijden, omdat de bocht in werkelijkheid ook omhoog gaat. Hij zegt ook dat een vrachtauto even hard mag als een personenauto. Leg uit of hij gelijk heeft.

Rekenvoorbeeld afrit snelweg Op de autosnelweg rijdt je 120km/h. Je neemt de afrit met een constante snelheid naar een andere snelweg zoals hieronder is aangegeven. De borden bij de autoweg geven een adviessnelheid aan van 70km/h. De wrijvingscoëfficiënt is gelijk aan 0,80 en de diameter van de bocht is ongeveer 160m. a) Welke krachten werken er op de auto in de bocht? b) Bereken hoe hard een vrachtauto maximaal mag rijden in de bocht. c) Dhr. Hermans beweert dat je makkelijk harder mag rijden, omdat de bocht in werkelijkheid ook omhoog gaat. Hij zegt ook dat een vrachtauto even hard mag als een personenauto. Leg uit of hij gelijk heeft. F w,rol, F w,lucht, F motor f g cos(α) r = v 2 In de bocht: F w,rol = F mpz F w f F n = mv2 r f m g cos(α) = mv2 r f g cos(α) = v2 r v = fg cos α r v = 0,80 9,81 cos(0) 80 25,06m/s 90km/h