Proef 3M 4.2b Mechanische energie van een slinger

22 mei

Doel van de proef: de leerlingen weten dat de mechanische energie van een slingerende massa aan een touw (bijna) constant is en door (onder ander) de luchtwrijving iets afneemt. Ze kunnen, bij gegeven hoogste punt, de snelheid van de massa in het laagste punt berekenen.

Benodigdheden:

  • grote massa, bijvoorbeeld het haakgewicht van 0,5 kg of van 1 kg
  • touw aan een ophangpunt
  • meetlat of rolmaat

Zie hier voor een mogelijke uitvoering van deze proef.

 

Met behulp van meetgegevens bij de uitgevoerde slingerproef kan de snelheid van de slinger in het laagste punt berekend worden.

Meetgegevens:

Massa \(m\) = 0,5 kg

Hoogte boven de horizontale lat in het hoogste punt (grootste uitwijking): 52 cm

Hoogte boven de horizontale lat in het laagste punt (evenwichtsstand): 2 cm

Afname van de zwaarte-energie van hoogste naar laagste punt:

\(E_z  = m\cdot g\cdot h = 0,5 \cdot 10 \cdot (0,52 - 0,02) = 5\cdot 0,50 = 2,5\) J

Kinetische energie in hoogste punt 0 J want de snelheid is daar 0.

Kinetische energie in laagste punt is gelijk aan de afname van de zwaarte-energie vanaf het hoogste punt: \(E_k\) = 2,5 J

\(\frac{1}{2} m\cdot v^2=2,5\) = 

\(0,25\cdot v^2=2,5\)

\(v^2 = 2,5 / 0,25=10\)v2

\(v =3,1\)  m/s

 

 

Leswerk