NATIONALE NATUURKUNDE OLYMPIADE Tweede ronde – practicumtoets 11 juni 2005 beschikbare tijd: 2x2 uur

NATIONALE

NATUURKUNDE OLYMPIADE Tweede ronde – practicumtoets

11 juni 2005

beschikbare tijd: 2x2 uur

EEN HORIZONTALE SLINGER

Een staaf hangt aan twee koorden. De staaf kan in het horizontale vlak trillen. Bij dit onderzoek gaat het om de trilling bij het draaien om een as zoals in de tekening is aangegeven.

Net als bij een slinger zal deze trilling wel van de lengte van de ophangdraden afhangen, alleen is niet direct duidelijk hoe. Verder zijn er nog een aantal grootheden aan te wijzen die de trillingstijd T kunnen beïnvloeden. In dit practicum ga je de relatie van de trillingstijd met die verschillende grootheden bepalen. Daartoe geef je eerst aan wat je van denkt dat de relaties zijn en hoe je die gaat meten. Daarna ga je met de gehele opstelling aan de slag.

1. Definieer eerst de grootheden die mogelijk de trillingstijd T kunnen beïnvloeden en geef steeds een mogelijke relatie van de grootheid met de trillingstijd. Geef iedere keer ook aan waarom je die relatie verwacht.

2. Stel een meetplan op. Beargumenteer op papier de keuzes die je maakt.

De antwoorden op vraag 1 en 2 lever je in.

Nu kun je aan de slag met de volledige opstelling. Je mag daarbij afwijken van je eerder ingeleverde meetplan als je op andere gedachten komt.

3. Doe de nodige metingen en kom tot een uitspraak (in de vorm van T=... ) over de relatie van de verschillende grootheden met de trillingstijd. Onderbouw de uitspraken.

Aan het einde van het practicum lever je onderdeel 3 in.

We verwachten geen perfect verslag, wel een goede neerslag van je metingen en gedachten.

1$7,21$/(

1$7885.81'(2/<03,$'(  (LQGURQGH²SUDFWLFXPWRHWV 

MXQL 

EHVFKLNEDUHWLMGXXU 

'H]RQQHFHO

,QOHLGLQJ

0HWKHWRRJRSGHHLQGLJKHLGYDQRQ]HYRRUQDDPVWHEURQQHQYDQHQHUJLHGH]RJHQDDPGHIRVVLHOH

EUDQGVWRIIHQLVPHQDOMDUHQRS]RHNQDDUPHWKRGHQRP]RQOLFKWRSHHQHIILFLHQWHQPDQLHURPWH

]HWWHQLQHHQYRRURQVEUXLNEDUHYRUP,QSULQFLSHLVGH]RQQHFHOHHQJHVFKLNWDSSDUDDWZDDUPHH

]RQOLFKWNDQZRUGHQRPJH]HWLQHOHNWULVFKHHQHUJLH'HQDWXXU]HOIPDDNWGDDURSJURWHVFKDDO

JHEUXLNYDQ*URHQHSODQWHQ]LMQLQVWDDWRPYLDIRWRV\QWKHVHKHW]RQOLFKWRPWH]HWWHQLQYRRUGH

SODQWHQXLWHLQGHOLMNRRNYRRURQVEHNDQJULMNHJURQGHQYRHGLQJVVWRIIHQ+HWFKORURILOLQGHJURHQH

SODQWHQGRHWGDWRSHHQXLWHUVWHIILFLHQWHPDQLHU

$OKHHOODQJEHVWDDQHU]RQQHFHOOHQGLHRSEDVLVYDQVLOLFLXPGLHPHHVWDOHHQUHGHPHQWKHEEHQYDQ

QRJJHHQ+HOHGXUH]RQQHFHOOHQGLHLQGHUXLPWHYDDUWJHEUXLNWZRUGHQKDOHQVRPV

:LOOHQZHRSJURWHVFKDDO]RQOLFKWYLD]RQQHFHOOHQNXQQHQJHUEXLNHQGDQ]DOKHWUHQGHPHQW

GUDVWLVFKRPKRRJPRHWHQZRUGHQJHEUDFKW'DDURPLVPHQEH]LJRP]RQQHFHOOHQWHSURGXFHUHQGLH

ZHUNHQRSEDVLVYDQSRO\PHUHQSODVWLF'HKRRSLVGDWKLHUPHHKHWUHQGHPHQWNDQZRUGHQ

YHUKRRJG,QKHWH[SHULPHQWZRUGWHHQ]RQQHFHOJHPDDNWZDDUELMQHWDOVLQJURHQHSODQWHQKHW

]RQOLFKWLQHHQNOHXUVWRIZRUGWRPJH]HWLQHOHNWULFLWHLW



 

+HWSULQFLSHYDQGH]RQQHFHOLVEHWUHNNHOLMNHHQYRXGLJ7XVVHQWZHHHOHNWURGHQZRUGWHHQGXQODDJMH

YDQHHQHOHNWULVFKJHOHLGHQGHVWRIWLWDDQGLR[\GHDDQJHEUDFKW+HWWLWDDQGLR[\GHZRUGWJHGUHQNWLQ

HHQURGHNOHXUVWRIDINRPVWLJYDQKLELVFXVWKHH$OVGH]HNOHXUVWRIPHWOLFKWEHVFKHQHQZRUGWNRPHQ

HUHOHNWURQHQYULM'H]HHOHNWURQHQNXQQHQYULMGRRUKHWWLWDDQGLR[\GHODDJMHEHZHJHQHQJDDQQDDU

GHHOHNWURGHGLHGDDUGRRUQHJDWLHIZRUGW%RYHQRSKHWODDJMHWLWDDQGLR[\GHZRUGWHHQHOHNWULVFK

JRHGJHOHLGHQGHYORHLVWRIDDQJHEUDFKWGLHYDQGHDQGHUHHOHNWURGHYLDHHQODDJMHJUDILHWGDWDOV

NDWDOLVDWRUZHUNWHOHNWURQHQZHJKDDOWHQGRRUJHHIWDDQKHWWLWDDQGLR[\GH'H]HWZHHGHHOHNWURGH

ZRUGWGXVSRVLWLHI(ULVGXVHHQEDWWHULMPHWHHQSOXVHQHHQPLQSRRORQWVWDDQGRRUGHRSQDPHYDQ

KHW]RQOLFKWHHQ]RQQHFHO

+HWH[SHULPHQWEHVWDDWQXXLWWZHHVWDSSHQKHWPDNHQYDQGH]RQQHFHOHQKHWWHVWHQYDQGH

ZHUNLQJHUYDQ

1'H]HRSJDYHLVRQWOHHQGDDQKHWSDNNHW¶0DDNMHHLJHQ]RQQHFHO·YDQ0DQ6RODU%9

+HWPDNHQYDQGH]RQQHFHO

-HEHVFKLNWRYHUWZHHJODVSODDWMHV+HWHQHLVEHGHNWPHWHHQ]HHU

GXQGRRU]LFKWLJODDJMHJHOHLGHQGHWLQR[\GHHQKHWDQGHUHLVEHGHNW

PHWHHQZLWODDJMHWLWDDQGLR[\GHERYHQRSHHQODDJMHWLQR[\GH+HW

ODDJMHWLQR[\GHLVHHQ]RJHQDDPGH7UDQVSDUHQW&RQGXFWLYH2[LGH

7&2HULVGXVGRRU]LFKWLJ

+HWLVEHODQJULMNGDWEHLGHJHOHLGHQGHODDJMHVDDQGHELQQHQNDQW

YDQGHFHONRPHQWH]LWWHQDQGHUVNDQHUJHHQHOHNWULVFKH

VWURRPORSHQ0HWGHPXOWLPHWHUNDQGHHOHNWULVFKHZHHUVWDQG

JHPHWHQZRUGHQ

%HSDDOKLHUPHHZHONHNDQWYDQGHJODVSODDWMHZDDURSDOOHHQGH

ODDJWLQR[\GHLVDDQJHEUDFKWJHOHLGHQGLV]LHRSGUDFKW

/HJKHWDQGHUHJODVSODDWMHPHWGHWLWDDQGLR[\GHLQGH

KLELVFXVWKHH+HWJODVSODDWMHPRHWKHOHPDDOLQGHYORHLVWRI

RQGHUJHGRPSHOG]LMQ1DjPLQXWHQLVGHNOHXUVWRIYROOHGLJLQ

GHODDJJHWURNNHQHQLVGH]HSDDUVJHZRUGHQ0DDNKHWJODVSODDWMH

YRRU]LFKWLJVFKRRQPHWHHQWLVVXH

.OHXUHHQWZHHGHJODVSODDWMHDDQGHJHOHLGHQGHNDQW]RYROOHGLJ

PRJHOLMNPHWSRWORRG%ODDVRIWLNGHRYHUWROOLJHSRWORRGSRHGHUHU

DI

/HJGHJODVSODDWMHVPHWGHWLWDDQGLR[\GHHQGHSRWORRGODDJWHJHQ

HONDDUDDQPDDU]RGDW]HLHWVWHQRS]LFKWHYDQHONDDUYHUVFKRYHQ

]LMQ2SGHXLWVWHNHQGHNDQWHQPRHWQDPHOLMNHHQNURNRGLOOHQNOHP

NXQQHQZRUGHQDDQJHEUDFKWYRRUGHHOHNWULVFKHDDQVOXLWLQJHQ

0DDNYDQHHQSDSHUFOLSHHQNOHPGLHEHLGHSODDWMHVELMHONDDUNDQ

KRXGHQ

6OXLWGHFHOPHWGHNURNRGLOOHQNOHPPHQDDQRSGHPXOWLPHWHURS

GHJHYRHOLJVWHVWDQGRPVWURRPWHPHWHQ]LHRSGUDFKW

9XOGHFHOQXPHWHHQGUXSSHOHOHNWUROLHW'HYORHLVWRIZRUGWYDQ]HOI

WXVVHQGHSODDWMHVJH]RJHQ(YHQWXHHOHOHNWUROLHWWRHYRHJHQWRWKHW

KHOHRSSHUYODNWXVVHQGHSODDWMHVLVYROJH]RJHQ

/HHVGHVWURRPVWHUNWHDISDVLQGLHQQRGLJGHVFKDDOYDQGHPHWHU

DDQ



'HZHUNLQJYDQGH]RQQHFHO

=RZHOGHVWURRPVWHUNWHDOVGHVSDQQLQJYDQGH]RQQHFHOKDQJHQDIYDQGHOLFKWLQWHQVLWHLWZDDUPHH

GH]RQQHFHOEHVFKHQHQZRUGW'HOLFKWLQWHQVLWHLWZRUGWJHPHWHQPHWHHQOLFKWVHQVRU'HVSDQQLQJ

GLHGH]HVHQVRUOHYHUWLVHYHQUHGLJPHWGHOLFKWLQWHQVLWHLW'HVHQVRULVDDQJHVORWHQRSHHQEDWWHULM

'DDUGRRU]DOGHVSDQQLQJGLHGHVHQVRUDIJHHIWQLHWKRJHUNXQQHQZRUGHQGDQGLHYDQGHEDWWHULM

+HWUHQGHPHQWYDQGH]RQQHFHOZRUGWEHSDDOGXLWGHYHUKRXGLQJWXVVHQKHWHOHNWULVFKYHUPRJHQGDW

GHFHOOHYHUWHQGHLQWHQVLWHLWYDQKHWOLFKWGDWHURSYDOW



2SGUDFKWHQ

  *HHIGHZDDUGHQYDQGHPXOWLPHWHUELMKHWEHSDOHQYDQGHJHOHLGHQGHNDQWYDQGH

JODVSODDWMHV9XOGLWLQRSMHDQWZRRUGEODG

 /HHVGHVWURRPZDDUGHQDIYRRUHQQDKHWWRHYRHJHQYDQKHWHOHNWUROLHW9XOGLWLQRSMH

DQWZRRUGEODG

 7HNHQRSKHWDQWZRRUGEODGKHWHOHNWULVFKVFKHPDRPKHWHOHNWULVFKYHUPRJHQYDQGH

]RQQHFHOWHEHSDOHQ

$/925(169(5'(57(*$$1OHYHUMHQXMHDQWZRRUGEODGLQ-HNULMJWGDQHHQHOHNWULVFK

VFKHPDYRRUGHEHSDOLQJYDQKHWHOHNWULVFKYHUPRJHQXLWJHUHLNW',7VFKHPDPRHWMHJHEUXLNHQ

YRRUGHRSERXZYDQGHVFKDNHOLQJRPKHWHOHNWULVFKYHUPRJHQWHEHSDOHQ

9225'$7MHJDDWPHWHQPRHWMHMHVFKDNHOLQJODWHQFRQWUROHUHQ

 'RHPHWLQJHQRPKHWYHUEDQGWXVVHQGHOLFKWLQWHQVLWHLWHQKHWGRRUGH]RQQHFHOJHOHYHUGH

HOHNWULVFKHYHUPRJHQWHEHSDOHQ%HSDDOKLHUXLWKHWUHQGHPHQWDOVIXQFWLHYDQGH

OLFKWLQWHQVLWHLW*HHIMHPHWLQJHQLQHHQWDEHOOHQHQJUDILHNHQZHHU

 7UHNJHPRWLYHHUGHFRQFOXVLHVXLWMHPHWLQJHQ

$17:225'%/$'   1DDP



9UDDJ ZDDUGHYDQGHPXOWLPHWHUDDQGHHQHNDQWYDQKHWJODVSODDWMH



  ZDDUGHYDQGHPXOWLPHWHUDDQGHDQGHUHNDQWYDQKHWJODVSODDWMH



9UDDJ VWURRPZDDUGHYRRUWRHYRHJLQJYDQKHWHOHNWUROLHW



  VWURRPZDDUGHQDWRHYRHJLQJYDQKHWHOHNWUROLHW



9UDDJ +HWHOHNWULVFKVFKHPDRPKHWHOHNWULVFKYHUPRJHQYDQGH]RQQHFHOWHEHSDOHQ