Mechanica
Massa aan een veer
Kijk hoe de massa op en neer beweegt in een harmonische trilling.
Massa aan een veer — interactieve Mechanica-simulatie. Kijk hoe de massa op en neer beweegt in een harmonische trilling. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Veertrilling
Een massa aan een veer trilt omdat de veer een terugdrijvende kracht uitoefent die evenredig is met de uitslag (wet van Hooke).
Bij uitrekken of samendrukken trekt de veer de massa terug naar evenwicht. Energie wisselt tussen veerenergie en kinetische energie, wat een harmonische trilling geeft.
- F = −kx
- T ≈ 2π√(m/k)
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Als je de massa die aan de veer hangt verdubbelt, verdubbelt dan de trillingstijd?
Voorspellingen om te wegen
- De trillingstijd verdubbelt.
- De trillingstijd blijft gelijk.
- De trillingstijd neemt toe, maar minder dan verdubbeld.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Massa (kg)
- Veerconstante (N/m)
Wat je meet:
- Trillingstijd (s)
- Evenwichtsverlenging (m)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling Massa aan een veer in de module Mechanica. Een bal (de trilbol) hangt aan een veer die erboven is verankerd.
- Let op de snelheidssonde die al op de trilbol zit — hij geeft de momentane snelheid van de bol weer terwijl hij trilt.
- Stel voor elke rij de massa van de bol en de veerconstante in, trek de bol iets naar beneden, laat hem los en laat hem trillen en tot rust komen.
Leidende vergelijking
Veerperiode (SHM) — T = 2π·√(m / k)
Voor een massa die aan een ideale veer trilt, hangt de trillingstijd alleen af van de massa en de veerconstante — niet van de amplitude en niet van de zwaartekracht.
Kinetische energie in het evenwicht — KE = ½·m·v²
De snelheid van de bol is het grootst als hij door het evenwichtspunt gaat; lees die pieksnelheid af op de sonde om daar zijn kinetische energie te bepalen.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Bereken met T = 2π√(m/k) de trillingstijd voor elke rij en vergelijk met de waarde die je in de sandbox tijdde.
- Rij 1 en 3 hebben massa's in verhouding 1:4. Met welke factor veranderde de trillingstijd? Klopt dat met √4 = 2?
Waar dit buiten het lab opduikt
- Als je in plaats van de massa de veerconstante k vergroot, neemt de trillingstijd dan toe of af? Schets de trend die je verwacht.
- De bol hangt door de zwaartekracht duidelijk lager (evenwichtsuitrekking = mg/k), toch komt de zwaartekracht g niet voor in T = 2π√(m/k). Leg uit waarom de trillingstijd niet door de zwaartekracht wordt beïnvloed, terwijl de evenwichtsstand dat wel wordt.
- AP Physics 1 — Unit 7: Oscillations
- AP Physics C: Mechanics — Unit 7: Oscillations
- IB Physics — A.1 Kinematics
- IB Physics — C.1 Simple harmonic motion
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Welkom bij Massa aan een veer
- Selecteer de massa
- Druk op Start
- Op en neer
- Open de gegevens
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.