Ik dacht overigens dat dit mogelijk kan is met de formule fres= m x a (en dan natuurlijk minus de weerstandskrachten, Fzw etc.) alleen ik weet niet zeker of dit klopt?

Gezien de grote uitwijkingen kom je met eventuele slingerformules e.d. niet ver: die versimpelen het geheel door de aanname dat de uitwijking u klein is tov de slingerlengte L.  Dat is bij de Halve Maen zeker niet het geval.

Dankuwel voor uw reactie. Raad u mij hiermee aan dat het beter is om een ander onderwerp te kiezen? Heeft u hiervoor ook suggesties? Aangezien ik nu een onderzoeksvraag moet bedenken maar geen idee heb wat ik hiervoor zou kunnen onderzoeken, want het moet een onderzoek zijn gebaseerd op de hoofdstukken arbeid en trilling. Alleen ik kom tot nu toe niet echt ver....

Je kunt met zo'n slingerschip best wat doen:
- wat is de maximale en minimale zwaarte-energie?
- wat is de minimale en maximale kinetische energie?
Komen die overeen? Zo niet, hoeveel energie is dan verloren (in warmte e.d.)
Zo wel: kan dat wel? (door warmte/wrijving gaat energie verloren, die moet door een motor worden aangevuld) Kun je schatten hoeveel verloren gaat (en dus toegevoegd moet worden)? Wat is dan het vermogen van de motor in zo'n geval?
Hoeveel extra energie is nodig om het schip van stilstand tot maximale slingering te krijgen? 
Vergelijk de slingering (periode, uitwijking) eens met de "ideale" slinger. Wijkt die af? Is er verschil in het begin (als de uitwijkingen nog klein zijn en het schip nog niet maximaal uitwijkt) en als het schip in volle zwaai is?
En misschien is er nog wel meer te bedenken. Onthoud dat je hier iets reeels aan het vergelijken bent met iets echts waar allerlei factoren (welke, hoeveel?) een rol spelen die de resultaten doen afwijken van het ideale beeld uit het boekje waar al die factoren "weggemoffeld" (genegeerd, op 0 gezet) zijn.

Bovenstaande veronderstelt wel dat je een filmpje hebt of gegevens over de slingerboot. Zonder die valt er verder weinig zinnigs te doen.

Dankuwel voor uw antwoord. Weet u hoe ik hierbij de Fmotor kan bepalen? En wat is een beste onderzoeksvraag voor dit? Aangezien ik hierbij grafieken en tabellen moet maken

F motor kan uit de verrichte arbeid volgen als een bepaalde weg is afgelegd - in dit geval een deel van de cirkel waarlangs het schip beweegt  (W = F.s) 
Maar in de reele situatie zal dit eerder zijn  W = F.s + Q  met Q de "verloren" energie aan wrijving, warmte enz) en die Q ken ik niet.

Ik wou dit inderdaad gaan doen alleen is de W onbekend. Ik dacht dat dit anders wel vanuit Fres kon alleen weet ik niet zo zeker of dit klopt. Dit is trouwens de letterlijke opdracht (gekopieërd uit de elo):

 

Opdracht
Kies een object (slingerklok, planeet, wipkip, etc) en voer de volgende opdrachten uit:

Laat het object (in theorie) periodiek bewegen en laat een externe kracht invloed uitoefenen op deze beweging. Teken bijbehorende grafieken met realistische* getallen. Zorg ook dat bij het object arbeid, energie of gravitatie van toepassing is.

Laat verschillende theorieën en formules uit Hfst 8 en 9 terugkomen in de beschrijving en in realistische* rekenvoorbeelden.

Je verslag heeft de volgende opbouw:

Titelpagina met naam en onderwerp
inleiding
2 á 3 pagina’s inhoud (beschrijving, berekeningen en grafieken)
conclusie
Lever in op de ELO als PDF (deadline wo 3 maart).
 

Wees origineel, creatief en zorg dat de moeilijkheidsgraad** in orde is.

 

*getallen zijn opgezocht (bron) of hebben een beredeneerde schatting

**vwo 5-toetsniveau

In dat geval zou ik de halve maen maar overslaan. Kijk eens bij de recent gevraagde wipkip - het zou me niet verbazen als Nevena een zelfde soort opdracht aan het uitvoeren is.
https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/76278

Dit is een klasgenoot van mij dus het lijkt mij niet zo handig om hetzelfde onderwerp te kiezen. Weet u misschien een ander onderwerp dat beter is? Ik heb al een paar examenopgaven bekeken maar ik kom er niet uit.

Zou bijvoorbeeld een trampoline of duikplank wel een mogelijk onderwerp zijn?

Als toevoeging aan de onderwerp opties: zou ik deze gegevens hierbij kunnen gebruiken? Of moet ik deze zelf bepalen?

https://natuurkundeuitgelegd.nl/examens/nav111vb.pdf#page=8 

https://www.natuurkunde.nl/opdrachten/3285/de-duikplank-biofysica

Als je een eigen draai geeft aan de opdracht dan is er met de wipkip niks mis: het wordt pas foute boel als jullie elkaars werk overschrijven. Maar andere onderwerpen...

planeten kan... exoplaneten is wat origineler dan ons zonnestelsel. De ontdekking ervan is vaak via regelmatige verduistering (te zien als baanbeweging voorlangs de ster). Uit afstand en helderheidsafname is wel e.e.a. te vertellen

klokken... vlaggentouwen tegen vlaggenmasten in de wind (resonantie)... jeeps in de woestijn die in eigentrilling komen omdat de zandheuvels net in het goede tempo elkaar opvolgen... schuddende gebouwen bij een (longitudinale trilling bij een) aardbeving. Welke valt, welke blijft staan?

Kijk eens om je heen voor allerhand zaken die trillen, slingeren, periodieke bewegingen uitvoeren...

En als leraar... ik zie maar zelden iets unieks voorbij komen. Het is allemaal al eens gedaan. Maar dat geeft ook niet. Zolang er maar uit blijkt dat de schrijver/schrijfster zelf heeft nagedacht en dingen opgezocht.  Alarmbellen gaan af als ik erg op elkaar lijkende verhalen zie (of me die herinner van eerdere jaren omdat broertjes of vriendjes dingen doorgeven). 

Mag ik bij de jeeps zelf bepalen hoeveel N deze trillingen zijn? En kan ik bij de gebouwen zelf een eis stellen waaraan deze moeten voldoen om niet neer te vallen?

Bedankt voor uw antwoord.

Zeker. Maar bij Jeeps is de eigentrilling vaak bepaald door de vering van de jeep. En als die dan een snelheid heeft waardoor met dezelfde tijd telkens een heuvel wordt genomen dan zit je in resonantie. Als je zoekt vindt je dat (ik meen in de Dakar race) een team daardoor ondersteboven is gegaan.


Bij gebouwen let men tegenwoordig op de massa en structuur van gebouwen om die nooit een eigentrilling te geven in de buurt van wat bij aardbevingen vaak voorkomt. Daardoor gaan de gebouwen niet of minder "schudden" en blijven overeind. Al kunnen transversale golven (op en neer ipv links-rechts) alsnog grote schade geven.

 Met wat spulletjes uit keukenkastjes en het schuurtje kun je van alles vinden om te meten aan krachten en uitwijkingen.

Heb je een plastic liniaal ergens liggen? Klem het in, laat het trillen.
trillingstijd bepalen wordt een klus, maar een filmpje en dan beeldje voor beeldje afspelen zou kunnen helpen. 

In de speeltuin is er ook altijd nog de gewone schommel. Neem de badkamerweegschaal mee en je kunt duwkrachten meten. 

Of maak eens een miniatuur-wipkip met een balpenveertje, voor in een Madurodam-speeltuin.

 of je dat zelf móet bepalen weet ik niet, maar ik lees de opdracht als op één of andere wijze aan reële waarden zien te geraken. Zodat je uitkomsten ook niet "out of this world" zijn.

 die vind ik dan weer weinig realistisch, echt ontworpen als rekensommetje krachten en momenten: ik heb nog nooit zo'n springplank gezien die geheel stijf is maar trilt dankzij een veer 

Welke variable zou ik het best kunnen laten variëren bij de Dakar race? Zou dit de snelheid of massa kunnen zijn? En hierbij bekijken watvoor effect dit zal hebben op de resonantie en of deze nog kan optreden, misschien nog effect op uitwijking/Etril erbij vermelden? Of bepalen met welke snelheid er is gereden waardoor deze resonantie is ontstaan?  Ik zeg maar wat, want dit is het eerste wat bij mij op komt als ik hieraan denk. Bij de gebouwen heb ik nog niet echt een idee.

Even zelf nadenken.... het is niet de bedoeling dat wij het school onderzoek gaan voorkauwen.

Oh excuses dat snap ik volkomen en dat was ook niet mijn intentie. Zou ik misschien de links naar de antwoordenbladen mogen? Ik zocht deze op in de (havo en vwo) zoekbalk zonder enige resultaat.  Alvast bedankt.

Die vragen en antwoorden staan ook nergens want zijn mijn eigen vragen voor o.m. 5V. Dus moeten mensen in die klas ook voldoende kennis hebben om de vragen te beantwoorden.

Oh ja dat begrijp ik alleen wist ik het antwoord op 2 niet. Dit zijn mijn antwoorden:

1 Resonantie

2 -

3 9,0 x 10^ -1 sec

4 s= v x t = 720 m/s x 9,0 x 10^ -1 sec = 648 m 

5  Andere vering gebruiken (?) of met kleinere snelheid rijden (?) 

bij 3 bedoelde ik:

T= 2pi x (wortel) 10000/ 4,9 x 10^5 = 0,897597901 sec

F= 1/T = 1/ 0,897597901 = 1,1 Hz

Bij vraag 2 gaat het om een evenwicht (onbelaste vrachtwagen - ook al is de veer dan wat ingedrukt) waarna de veer (verder) indrukt bij belasting. Daarvoor geldt F = -Cu

4 wordt dan ook 646 m ipv 648 m 

Kan ik Fres dan bepalen met Fres= m x a  want dit wordt dan mijn berekening:

Fres= m x a = 1000 x 9,81 = 9810 N

Fres = -C x u = 9810/ 2,0x10^ -2 = 4,9 x 10 5 N/m 

Kloppen hiermee mijn andere antwoorden dan ook? 

En klopt het dat ik faandrijf per snelheid kan bepalen met v= f x labda waarmee labda gelijk is aan de 646 m tussen d zandgolven? Alvast bedankt. 

1,2,3,5 goed. Al zul je bij 5 in de auto die je nu rijdt niet snel de vering gaan vervangen...
4  s = v.t  is verre van 650 m

Wat is precies de fout want ik heb geen idee hoe ik dit kan verbeteren naast v= f x labda te gebruiken. 

720 = 1,1 x labda labda is 720 : 1,1 = 654,545454 m = 654 m

Alleen al het idee dat je 650 m moet rijden voor de volgende hobbel (golftop) en dan in een resonantie zou komen klinkt al niet erg waarschijnlijk...

De auto rijdt met 200 km/h (geen 720 m/s) en de eigenfrequentie is 1,1 Hz...dus trillingstijd is... dus v.t is...

Ik dacht dat als de T in seconden is de snelheid omgerekend moet worden naar m/s ipv km/h

f=1/T  1,1=1/T T= 1/1,1 = 0,909090909 sec x 3600 m/s = 0,000252525 uur

s= v x t  s= v x t = 200 x 0,000252525 = 0,050505 m = 5,0 ^ -2 m

>Ik dacht dat als de T in seconden is de snelheid omgerekend moet worden naar m/s ipv km/h

Dat heb je goed gedacht. Maar als je alles naar uren omrekent dan werkt v.t ook wel.
Laat dus T = 1,1 s zijn. Alleen 200 km/h = .. m/s

>5,0 ^ -2 m
Bedoel je hier 1/25 meter?  of (fout genoteerd) 5 .10^-2 m = 5 cm?
Allebei niet goed.

ik bedoelde inderdaad 5 cm.

Dus 200 km/h : 3,6 = 55,55555556 m/s 

f=1/T 1,1=1/T T= 1/1,1 = 0,909090909 sec

s= v x t s= 55,55555556 x  0,909090909 = 50,5050505 m ongeveer 50 m

Kijk... je kunt het wel!  Zo is ie goed.

Oh gelukkig! Dankuwel voor de hulp :))

Ik ga in de oefening die snelheid wel van 200 km/h naar 100 km/u terugbrengen - voor een vrachtwagen in zand lijkt dat wat realistischer. Dan liggen de heuvels ook ca 25 m uit elkaar voor resonantie.

Ik had nog een vraag over de beweging van de truck over de zandgolf: mag dit worden gerekend als een harmonische trilling? Aangezien het zich wel na een bepaalde tijd herhaald (periodiek) alleen zijn de zandgolven volgensmij niet allemaal even hoog waardoor denk ik ook de uitwijking per zandgolf iets kan variëren?

In praktijk zal dat inderdaad nooit een ideale harmonische trilling zijn voor de vrachtwagen. Maar net als bij een schommel die je op bepaalde momenten een zetje geeft, als die zandheuvels dat zetje aan de net omhoog uitwijkende vrachtwagen geven, dan wijkt ie elke keer iets hoger uit: resonantie. De amplitude neemt sterk toe. De trillingsperiode niet. Maar strikt harmonisch is het niet en het zetje zal ook niet altijd even veel zijn want de heuvels zijn in praktijk niet even hoog. Dan zou niet alleen trillingstijd maar ook amplitude gelijk moeten blijven zodat een fraaie sinusvormige u,t grafiek ontstaat en dat is bij resonantie nooit het geval. Daar is het een resonantie voor.

Dus ik zou dan niet de formules voor een harmonische trilling mogen gebruiken, zoals Fres= -C x U etc? Aangezien in de opgaven dat wel werd gedaan voor het berekenen van T.

Jawel, de uitwijking neemt alleen erg sterk toe. De kracht dus ook. Tot in sommige gevallen de veer breekt of vervormt. Maar harmonisch is het niet, want daarvoor heeft men afgesproken F = Cu met een vast interval (amplitude) voor u.  (F = mu" = -Cu en dat heeft als oplossing u = sin x maar niet met vaste amplitude A voor u = A sin x)

In het verleden heb ik ooit een resonantie gemodelleerd in Coach... de uitwijking (door periodiek een kracht uit te oefenen) neemt toe zoals je ziet...

Dankuwel voor de uitleg! :) Ik vroeg mij ook af of Fn te verwaarlozen valt op het bepalen van Fres, aangezien deze bij een voertuig op een heuvel toch gelijk is aan Fzw. 

Natuurlijk is Fn niet te verwaarlozen. Zonder Fn zou de vrachtwagen in de grond zakken agv de zwaartekracht. Fn is de tegenkracht van de grond om het gewicht van de vrachtwagen tegen te werken. Als dat niet lukt, zakt de vrachtwagen weg.

En het klopt dus dat de normaalkracht altijd gelijk is  aan de zwaartekracht, wanneer deze zich loodrecht op het voorwerp bevindt? En als dit niet het geval is, dan is de normaalkracht dus gelijk aan de component van de zwaartekracht? (dus mxg x cos ) Mag ik deze dan bij de berekening van alle krachten in Fres gelijk stellen aan negatief?

Dus bijvoorbeeld Fres= Fzw + Fn = 9,6 + ( - 9,6) ?

Ik heb dit al een tijdje niet gehad vandaar dat het een beetje is weggevaagd.

De normaalkracht staat normaal (=loodrecht in de wis- en natuurkunde, niet het tegengestelde van "abnormaal") op het oppervlak.  Dus staande op de grond wijst die omhoog, duwend tegen een muur horizontaal, staand op een helling loodrecht op het hellingsvlak.

De normaalkracht van de grond is de "reactiekracht" van het gewicht.  Dat is vaak even groot als de zwaartekracht, maar is NIET de zwaartekracht. Ga maar in een lift staan die versneld omhoog gaat: dan neemt je gewicht toe omdat de vloer een grotere normaalkracht levert omdat je anders niet omhoog zou gaan maar door de vloer zou zakken.

Staand op een helling is de normaalkracht de gewichtscomponent loodrecht op de helling. Als die een hoek φ maakt, dan is die  G cos φ   en meestal is gewicht G = mg  qua grootte (maar dus niet altijd!).
Of Fres positief of negatief is hangt af van hoe jij in je referentiestelsel assenkruis positief en negatief definieert. Vaak wordt "naar beneden" of "naar links" als negatief genomen. Maar soms (met snelheden door de zwaartekracht) wordt juist gekozen voor positief als "naar beneden".  Het klinkt zo gek voor dagelijks taalgebruik als je met -10 m/s naar beneden komt.

>Ik heb dit al een tijdje niet gehad
Ik heb ook al een tijdje niet op school gezeten maar normaal bouw je wel voort op wat je eerder leerde. Argumenten als "we zitten niet op Nederlandse les" als ik weer eens een rode pen leegkras aan taalfouten in repetities vind ik dan ook niet terecht (al worden taalfouten niet aangerekend - maar vanaf 4V of 4H verwacht ik toch wel dat je je eigen taal onder de knie hebt. Ook al heb je die regeltjes al op de lagere school gehad).

Even een correctie: de juiste uitdrukking voor de normaalkracht op een hellend vlak met hellingshoek φ wordt gegeven door F_n = G·cos φ. De component van G die langs het hellend vlak omlaag werkt heeft wel de grootte G·sin φ.

Je hebt gelijk - ik heb het aangepast (dat heb je als je het in je hoofd niet goed voorstelt...)