[Natuurkunde] PO
 

Ik moet een natuurkunde werkstuk maken over een proef met glycerol. Maandag moet ik 't werkplan inleveren, maar het is niet echt duidelijk wat we moeten doen. Alle informatie die we hebben is dit:

Valproeven in glycerol
Nodig: glycerol, maatcilinder, lichtsensor, computer, rolmaat, stopwatch, verschillende knikkers, kogeltjes.

Hierbij moeten we een onderzoeksvraag bedenken. Ik dacht aan iets van:
hoe hangt de afstand die het kogeltje bereikt in de glycerol af van de valhoogte?

Maar waar hebben we die lichtsensor (wat is dat eigenlijk, hoe werkt 't voor nodig en wat is het symbool van een lichtsensor)? En waarom verschillende knikkers en niet eentje? En weten jullie misschien een betere onderzoeksvraag?

Ik hoop dat jullie me kunnen helpen, alvast bedankt.

Ik zou die vraag anders formuleren, niet de valhoogte gebruiken maar de snelheid.

Je zal waarschijnlijk zo'n verband vinden voor de versnelling in de glycerol:

dv/dt = g - kv^b

Voor de afstand moet je dan dubbel integreren.

Dan kan je fijn kijken of k en b een vaste waarde hebben of variabel zijn en zo ja, waar ze van af hangen. Met verschillende knikkers kan je bijvoorbeeld kijken of de waarde van k afhangt van de oppervlakte van het projectiel loodrecht op de snelheid, of kijken of massa nog een rol speelt.

Voor die macht b zou ik iets opzoeken over het getal van Reynolds...

Uhm ik doe nu 5vwo, natuurkunde1, en zo'n formule hebben we nooit gehad, ik heb ook geen idee wat 'k' en 'b' zijn.

Ik heb wel de onderzoeksvraag verandert in:
Hoe hangt de tijd die het kogeltje ervoor nodig heeft om de bodem van de maatcilinder te bereiken af van het gewicht van het kogeltje?

Als hypothese zou het logisch zijn om te zeggen dat hoe zwaarder het kogeltje, hoe sneller hij de bodem raakt, maar waarom is dit zo (en ís het uberhaupt wel zo?). Ik dacht zelf aan de tweede wet van Newton: F= m*a, dus dat is de kracht van het kogeltje groter als hij het oppervlak van het glycerol raakt. Het kogeltje gaat dus sneller als hij zwaarder is en wordt dus minder snel afgeremd. Maar ik weet niet zeker of dit zo is?

k en b moet je dus uitzoeken, ik had twee willekeurige letters gekozen.

Ik heb die F = ma gewoon omgeschreven.
F = m*(dv/dt)
dv/dt = F/m

En welke krachten werken er? De zwaartekracht plús de wrijving die van de glycerol uitgaat.

dv/dt = mg/m - F_wr/m

Grote kans dat die wrijvingskracht afhankelijk is van de snelheid...

dv/dt = g - kv^b/m

Waarbij k een constante of variabele is en b een macht is die je uit moet zoeken. Het getal van Reynolds kan je daarbij helpen.

Onderzoeksvraag: Hoe hangt de tijd die het kogeltje ervoor nodig heeft om de bodem van de maatcilinder te bereiken af van het gewicht van het kogeltje?
Hypothese: We verwachten dat hoe zwaarder het kogeltje is, hoe minder tijd het nodig heeft om de bodem van de maatcilinder te bereiken.

Waarom gaat dit sneller? Ik dacht zelf aan de formule E=m*g*h (omdat de dichtheid groter is?), maar dat werkt alleen in lucht en niet meer als het kogeltje de glycerol heeft bereikt. Dus kan iemand onderbouwen waarom een zwaar kogeltje eerder de bodem van de maatcilinder bereikt dan een lichter kogeltje?

Alvast bedankt.

Snelheid is groter.

En het staat professioneler om bij je hypothes e al een uitspraak te doen over de formule. Of je denkt dat het verband liniear is of kwadratisch etc.

Ten eerste moet je proberen de snelheden bij het binnengaan van de glycerol gelijk te houden. Je laat een zwaar kogeltje dus van een lagere hoogte af vallen dan een licht kogeltje. Dan speelt alleen nog de versnelling een rol.

a = dv/dt = g - kv^b/m

Daar zie je dat het afremmen van de kogel afhankelijk is van de massa. Een kogeltje met grote massa wordt minder afgeremd. Op zo'n manier moet je een hypothese ondersteunen. De meeste natuurkundeleraren geven geen reet om uitspraken die niet gestaafd worden met theoretisch bewijs.

Als je dat met die dv/dt niet begrijpt of nog nooit van integreren of differentiëren hebt gehoord moet je dat even vragen aan je wis- of natuurkundeleraar. Maar dat is eigenlijk de enige manier om dit probleem op te lossen. Energie of F=ma werkt gewoon niet meer bij dit soort 'dynamische' problemen.

Voor informatie over wrijving kan je het best op deze site beginnen:
http://www.windpower.org/en/tour/wtrb/drag.htm

Is het dan niet makkelijker het kogeltje al meteen op de glycerol te leggen? Dan weet je zeker dat de begin snelheid gelijk (0) is.

En je moet trouwens ook rekening houden denk ik met het soort oppervlakte en de groote van het kogeltje. Msg is het zelfs beter te kijken na de dichtheid van het materiaal dan na de massa, want dan kan je de grote en gelijk houden en het kogeltje toch zwaarder maken.

Dat kan natuurlijk ook. Je moet natuurlijk ook werken met de oppervlakte, die beinvloedt de wrijving ook. Je kan die oppervlakte natuurlijk ook meten door de omtrek van het kogeltje te meten en even door te rekenen.