Trillingen en resonantie (Natuurkunde havo), les 3: Terugblik quiz

• New lesson editor
• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4,5

Introduction

Terugblik quiz met 12 vragen over trillingen, diagrammen, het massa-veersysteem en resonantie, voor havo natuurkunde.

Oscilloscoop met een signaal (foto: Unnerving duck, CC0)

EXAMENSTOF · B1 · TRILLINGEN

Quiz

Terugblik: Trillingen en resonantie

Les 3 van 3. Leerlingen beantwoorden individueel; bespreek na elke paar vragen kort de antwoorden. Image credit: Unnerving duck / Wikimedia Commons, CC0

Wat kenmerkt een harmonische trilling?

A

De amplitude wordt steeds groter

B

De frequentie neemt steeds af

C

Het (u,t)-diagram is een rechte lijn

D

Het (u,t)-diagram is een sinusvorm

Syllabus B1.1: harmonische trilling.

Bepaal de frequentie van trilling A (volle lijn).

A

0,50 Hz

B

2,0 Hz

C

1,5 Hz

D

1,0 Hz

A heeft T = 1,0 s (toppen op 0,25 s en 1,25 s), dus f = 1/1,0 = 1,0 Hz. Afleiders: de frequentie van B (T = 2,0 s, dus 0,50 Hz), de amplitude van A als Hz (2,0) en een verkeerde afleesstap. Controle: 1/1,0 = 1,0. Syllabus B1.5. Image credit: Eigen figuur

12 trillingen in 3,0 s. Bereken f in Hz.

f = 12/3,0 = 4,0 Hz (het aantal 12 is geteld). Controle: T = 0,25 s, 1/0,25 = 4,0. Syllabus B1.1.

Vul in

De eenheid van frequentie is hertz. Een veerconstante geef je in N/m en een trillingstijd in seconde.

hertz

N/m

joule

N·m

Bijlage 2: f in Hz, C in N/m, T in s.

Een veer heeft C = 20 N/m en trilt met T = 0,50 s. Bereken de massa.

A

0,25 kg

B

0,13 kg

C

0,80 kg

D

5,0 kg

m = C·T²/(4π²) = 20 × 0,25/39,48 = 0,127 kg, dus 0,13 kg. Afleiders: T niet gekwadrateerd (0,25), 2π in plaats van 4π² (0,80), 4π² vergeten (5,0). Controle: 5,0/39,478 = 0,1267. Syllabus B1.2.

Een brug trilt vanzelf met T = 0,50 s. Welke aanstoting geeft de grootste amplitude?

A

0,50 Hz

B

1,0 Hz

C

2,0 Hz

D

4,0 Hz

Eigenfrequentie f = 1/T = 1/0,50 s = 2,0 Hz; resonantie bij aanstoting met die frequentie. Fout: 0,50 Hz (T en f verward), 1,0 Hz of 4,0 Hz (helft of dubbele). Syllabus B1.1 en B1.2.

Zet op volgorde: f uit een oscillogram

1

Reken T om naar seconden

2

Tel de hokjes voor één periode

3

Bereken f met f = 1/T

4

Vermenigvuldig met de tijdbasis: dat is T

Syllabus B1.5, context oscillogram.

Een cardiogram heeft 5 opeenvolgende pieken met 4,0 s tussen de eerste en laatste. Wat is T?

A

1,0 s

B

0,80 s

C

4,0 s

D

0,25 s

Tussen 5 pieken zitten 4 perioden: T = 4,0/4 = 1,0 s. Fout: delen door 5 (0,80). Syllabus B1.5.

Een massa-veersysteem wordt 2 keer zo ver uitgerekt losgelaten. Wat gebeurt er met T?

A

T wordt 2 keer zo groot

B

T blijft gelijk

C

T wordt 2 keer zo klein

D

T wordt √2 keer zo groot

T = 2π·√(m/C) bevat de amplitude niet. Syllabus B1.2.

Welke combinatie geeft de grootste eigenfrequentie?

A

m = 0,40 kg en C = 10 N/m

B

m = 0,20 kg en C = 10 N/m

C

m = 0,40 kg en C = 40 N/m

D

m = 0,10 kg en C = 40 N/m

f is groot bij kleine m en grote C: f = 3,2 Hz, 0,80 Hz, 1,1 Hz en 1,6 Hz. Controle met f = (1/2π)·√(C/m). Syllabus B1.2.

Noem een situatie waarin resonantie ongewenst is.

Bijvoorbeeld een brug, gebouw of wasmachine; de aanstoting heeft de eigenfrequentie. Syllabus B1.2.

Iemand gaat sporten en de hartslag stijgt. Wat gebeurt er in het cardiogram?

A

T wordt kleiner, f wordt groter

B

T wordt groter, f wordt groter

C

T wordt kleiner, f wordt kleiner

D

T en f blijven gelijk

Meer slagen per minuut betekent minder tijd tussen de pieken: T daalt, f = 1/T stijgt. Syllabus B1.5.

Hoe zeker voel je je over dit onderwerp?

1

Heel zeker

2

Redelijk zeker

3

Niet zo zeker

4

Helemaal niet zeker

Gebruik de uitslag om te bepalen of je een onderdeel herhaalt.

EXAMENSTOF · B1 · TRILLINGEN

Goed gedaan!

Je kunt nu een trilling beschrijven, T en f uit diagrammen bepalen en rekenen aan een massa-veersysteem. Bekijk de vragen die je fout had nog eens in les 1.