Model massaveersysteem met demping
Alex stelde deze vraag op 14 juni 2023 om 21:00.
Geachte lezer,
Voor een Natuurkunde practicum dat ik zelf mocht verzinnen moet ik een model in coach maken. Het natuurkunde practicum betreft een massaveersysteem met demping. De demping is in dit geval een emmer water die onder de veer is geplaatst en waar de gewichtjes dus telkens in komen, iets wat wrijving zou moeten creëren.
Nu heb ik nogal veel moeite met het verwerken van de wrijving in mijn model. De gegevens die ik heb voor het model zijn de veerconstante van 2,707, de massa van de gewichten van 83,82 en de veer die zelf 8 cm is (in hoeverre dat laatste relevant is?).
Ik heb als bijlage een screenshot toegevoegd van hoever ik tot nu toe ben gekomen met mijn model.
Alvast heel erg bedankt voor een antwoord!
Voor een Natuurkunde practicum dat ik zelf mocht verzinnen moet ik een model in coach maken. Het natuurkunde practicum betreft een massaveersysteem met demping. De demping is in dit geval een emmer water die onder de veer is geplaatst en waar de gewichtjes dus telkens in komen, iets wat wrijving zou moeten creëren.
Nu heb ik nogal veel moeite met het verwerken van de wrijving in mijn model. De gegevens die ik heb voor het model zijn de veerconstante van 2,707, de massa van de gewichten van 83,82 en de veer die zelf 8 cm is (in hoeverre dat laatste relevant is?).
Ik heb als bijlage een screenshot toegevoegd van hoever ik tot nu toe ben gekomen met mijn model.
Alvast heel erg bedankt voor een antwoord!

Reacties
Jaap
op
14 juni 2023 om 21:27
Dag Alex,
Voor de weerstandskracht die een voorwerp ondervindt in water, geldt dezelfde formule als voor de luchtweerstandskracht, echter met een andere waarde van ρ. Zie Binas tabel 35A, 11 en 28A.
De weerstandskracht is op elk moment tegengesteld gericht aan de snelheid. Hoe breng je dit tot uitdrukking in je model?
Enkele opmerkingen over je huidige model…
• De massa van 0,08323 kg rekt een veer met veerconstante C=2,707 N/m dertig cm uit, voordat de trilling begint. Als een veer van 8 cm dertig cm wordt uitgerekt, is er kans op overbelasting van de veer zodat deze plastisch wordt vervormd en de veer niet meer voldoet aan |Fveer|=constante·u. Heeft je veer dit overleefd in het practicum?
• Met je waarden van m en C is de trillingstijd ongeveer 1,1 s. De tijdstap van 0,1 s is dan te groot voor een nauwkeurig resultaat. Suggestie: dt=0,001 s.
• Met de startwaarde u=0 wordt de film nogal saai.
Groet, Jaap
Voor de weerstandskracht die een voorwerp ondervindt in water, geldt dezelfde formule als voor de luchtweerstandskracht, echter met een andere waarde van ρ. Zie Binas tabel 35A, 11 en 28A.
De weerstandskracht is op elk moment tegengesteld gericht aan de snelheid. Hoe breng je dit tot uitdrukking in je model?
Enkele opmerkingen over je huidige model…
• De massa van 0,08323 kg rekt een veer met veerconstante C=2,707 N/m dertig cm uit, voordat de trilling begint. Als een veer van 8 cm dertig cm wordt uitgerekt, is er kans op overbelasting van de veer zodat deze plastisch wordt vervormd en de veer niet meer voldoet aan |Fveer|=constante·u. Heeft je veer dit overleefd in het practicum?
• Met je waarden van m en C is de trillingstijd ongeveer 1,1 s. De tijdstap van 0,1 s is dan te groot voor een nauwkeurig resultaat. Suggestie: dt=0,001 s.
• Met de startwaarde u=0 wordt de film nogal saai.
Groet, Jaap
Alex
op
14 juni 2023 om 22:33
Echt super erg bedankt voor uw antwoord!
Tijdens ons practicum is de veer juist helemaal niet hervormd. Daarom heb ik even opnieuw gekeken naar hoe ik mijn C heb berekend.
Mijn natuurkunde docent zei tegen mij dat we onze C konden berekenen door in Pasco capstone een videoanalyse te doen van de veer zonder dat de emmer water eronder geplaatst was. Dit had ik dus gedaan en daar rolde een omega uit van 5,7 waarmee ik vervolgens de T en daarna de C heb berekend.
Echter had ik zonet opnieuw naar mijn grafiek in capstone gekeken en kwam ik erachter dat het laatste gedeelte nogal onnauwkeurig had gedaan (daar had mijn docent wellicht ook wel wat over kunnen zeggen maarja...). Ik heb dit gedeelte dus buiten beschouwing gelaten en opnieuw capstone een omega laten berekenen.
Nu is mijn omega alleen nog groter (8,8) en heb ik als gevolg een nog grotere C. Zou u wellicht weten wat hier fout is gegaan?
Mijn berekening is:
T = 2pi/omega = 2p/8,8 = 0,71...
C= (m4π²)/T²=(0,08362*4π²)/(0,71..)²= 6,5 N/m
Ik heb een bijlage toegevoegd van de grafiek in pasco capstone.
Tijdens ons practicum is de veer juist helemaal niet hervormd. Daarom heb ik even opnieuw gekeken naar hoe ik mijn C heb berekend.
Mijn natuurkunde docent zei tegen mij dat we onze C konden berekenen door in Pasco capstone een videoanalyse te doen van de veer zonder dat de emmer water eronder geplaatst was. Dit had ik dus gedaan en daar rolde een omega uit van 5,7 waarmee ik vervolgens de T en daarna de C heb berekend.
Echter had ik zonet opnieuw naar mijn grafiek in capstone gekeken en kwam ik erachter dat het laatste gedeelte nogal onnauwkeurig had gedaan (daar had mijn docent wellicht ook wel wat over kunnen zeggen maarja...). Ik heb dit gedeelte dus buiten beschouwing gelaten en opnieuw capstone een omega laten berekenen.
Nu is mijn omega alleen nog groter (8,8) en heb ik als gevolg een nog grotere C. Zou u wellicht weten wat hier fout is gegaan?
Mijn berekening is:
T = 2pi/omega = 2p/8,8 = 0,71...
C= (m4π²)/T²=(0,08362*4π²)/(0,71..)²= 6,5 N/m
Ik heb een bijlage toegevoegd van de grafiek in pasco capstone.

Alex
op
14 juni 2023 om 22:47
Nog even een aanvulling op mijn vorige bericht.
We hadden gemeten dat de afstand van de rand van de tafel tot de top van dat uitsteekstel van het statief 46 cm was. In pasco hebben we dit als volgt verwerkt:
Dit zou dan ook moeten kloppen meen ik?
Jaap
op
15 juni 2023 om 20:21
Dag Alex,
• Met de ongedempte trilling heb je gevonden T=2·π/ω=2·π/8,80=0,714 s. Goed.
Alternatief: lees in het diagram van 14 juni 2023 om 22.33 uur af hoeveel tijd verstrijkt tussen het eerste en het vierde 'dal' van de (y,t)-grafiek → 8,70–6,55=2,15 s.
De trillingstijd is T=2,15/3=0,717 s. Zo doe je het ook bij je centraal examen.
• Je hebt de veerconstante berekend op C= (m·4·π²)/T²=m·ω²=6,49 N/m en dat is groter dan je eerdere waarde C=2,707 N/m.
Je vraagt wat hier fout mee is gegaan: niets, het is integendeel goed nieuws.
De statische uitrekking door een in rust hangende massa van 0,08382 kg is 0,127 m en dat is minder dan de eerder gevreesde dertig cm.
• Hoe is het nu met je eerdere probleem, het verwerken van de wrijving in het model?
Groet, Jaap
• Met de ongedempte trilling heb je gevonden T=2·π/ω=2·π/8,80=0,714 s. Goed.
Alternatief: lees in het diagram van 14 juni 2023 om 22.33 uur af hoeveel tijd verstrijkt tussen het eerste en het vierde 'dal' van de (y,t)-grafiek → 8,70–6,55=2,15 s.
De trillingstijd is T=2,15/3=0,717 s. Zo doe je het ook bij je centraal examen.
• Je hebt de veerconstante berekend op C= (m·4·π²)/T²=m·ω²=6,49 N/m en dat is groter dan je eerdere waarde C=2,707 N/m.
Je vraagt wat hier fout mee is gegaan: niets, het is integendeel goed nieuws.
De statische uitrekking door een in rust hangende massa van 0,08382 kg is 0,127 m en dat is minder dan de eerder gevreesde dertig cm.
• Hoe is het nu met je eerdere probleem, het verwerken van de wrijving in het model?
Groet, Jaap
Alex
op
17 juni 2023 om 19:53
Heel erg bedankt voor uw antwoord!
Momenteel ben ik wel goed op weg met mijn model (denk ik):
Alleen ik wil nu ipv de uitrekking de positie van het gewicht op de y-as hebben, maar ik weet niet zo goed hoe ik Y moet uitdrukken in U. Zou u mij hiermee kunnen helpen?
Die 0,16 in mijn vormule van deltaV komt van de hoogte van het water:
Momenteel ben ik wel goed op weg met mijn model (denk ik):

Die 0,16 in mijn vormule van deltaV komt van de hoogte van het water:

Alex
op
17 juni 2023 om 19:55
Oohja en ik zie dat ik mijn opwaartse kracht van het water nog niet in de formule voor mijn resulterende kracht heb gezet. Ik heb hem nu toegevoegd
Jaap
op
17 juni 2023 om 20:45
Dag Alex,
• Je diagram 5 van 19.53 uur lijkt niet het resultaat van het modelvenster van 19.53 uur.
Want waarom zou u vanaf t=0 groter worden terwijl de beginsnelheid v=0?
En waarom zou je met demping eindigen op u=0,02 m in plaats van u=0?
• Ook als je de opwaartse kracht in de formule(s) voor de resulterende kracht hebt opgenomen, is er nog wel het een en ander te verbeteren aan je model…
• Als je nog vragen over het model hebt, gelieve je Coach-bestand *.cmr7 of *.cma7 hier te plaatsen als bijlage.
Groet, Jaap
• Je diagram 5 van 19.53 uur lijkt niet het resultaat van het modelvenster van 19.53 uur.
Want waarom zou u vanaf t=0 groter worden terwijl de beginsnelheid v=0?
En waarom zou je met demping eindigen op u=0,02 m in plaats van u=0?
• Ook als je de opwaartse kracht in de formule(s) voor de resulterende kracht hebt opgenomen, is er nog wel het een en ander te verbeteren aan je model…
• Als je nog vragen over het model hebt, gelieve je Coach-bestand *.cmr7 of *.cma7 hier te plaatsen als bijlage.
Groet, Jaap
Alex
op
19 juni 2023 om 17:00
Dank u wel!
Ik heb nu het een en ander aangepast, maar wanneer ik mijn model uitvoers stopt de demping na een tijdje en ik kom er niet achter waarom.
Zou u mijn model even willen bekijken en me de goede kant opwijzen?
Ik heb nu het een en ander aangepast, maar wanneer ik mijn model uitvoers stopt de demping na een tijdje en ik kom er niet achter waarom.
Zou u mijn model even willen bekijken en me de goede kant opwijzen?
Bijlagen:
Jaap
op
19 juni 2023 om 19:20
Dag Alex,
• Je zegt dat de demping stopt. Dat zie ik niet in je model van 17.00 uur.
Wel zie ik dat het model stopt doordat het maximale aantal iteraties is bereikt.
Met de blauwe stopwatch-knop kun je het maximum instellen op 500000 iteraties.
Daarmee loopt het model verder door en wordt de trilling steeds verder gedempt.
• Je model van 17.00 uur heeft C=2,707 N/m.
Dat snap ik niet: zie C in je inbreng van 14 juni 2023 om 22.33 uur.
• In je model wisselt de opwaartse kracht van teken als v van teken wisselt.
Is dat je bedoeling?
• Wat is die d=0,000033333 m ofte wel slechts 0,03333 millimeter?
Groet, Jaap
• Je zegt dat de demping stopt. Dat zie ik niet in je model van 17.00 uur.
Wel zie ik dat het model stopt doordat het maximale aantal iteraties is bereikt.
Met de blauwe stopwatch-knop kun je het maximum instellen op 500000 iteraties.
Daarmee loopt het model verder door en wordt de trilling steeds verder gedempt.
• Je model van 17.00 uur heeft C=2,707 N/m.
Dat snap ik niet: zie C in je inbreng van 14 juni 2023 om 22.33 uur.
• In je model wisselt de opwaartse kracht van teken als v van teken wisselt.
Is dat je bedoeling?
• Wat is die d=0,000033333 m ofte wel slechts 0,03333 millimeter?
Groet, Jaap
Alex
op
19 juni 2023 om 19:59
Goedenavond,
Alex
- Ik zie dat ik vergeten was mijn C aan te passen... sorry
- de d is de lengte van het gewicht dat in de evenwichtsstand onderwater staat. Ik zie nu dat ik daar een fout in heb gemaakt. Dat moet 0,02333 zijn (het gewicht is 7cm en in de evenwichtsstand staat 1/3 in het water)
- "In je model wisselt de opwaartse kracht van teken als v van teken wisselt.
Is dat je bedoeling?" wat bedoelt u hier precies mee?
Alex
Jaap
op
19 juni 2023 om 20:23
Dag Alex,
Volgens de modelregels
'Fres := Fveer - Fw - Fopw' en 'als v<0 dan Fres := Fveer + Fw + Fopw eindals'
heeft Fopw een minteken als v>0 (beweging omhoog) en
heeft Fopw een plusteken als v<0 (beweging omlaag).
Is dat de bedoeling?
Groet, Jaap
Volgens de modelregels
'Fres := Fveer - Fw - Fopw' en 'als v<0 dan Fres := Fveer + Fw + Fopw eindals'
heeft Fopw een minteken als v>0 (beweging omhoog) en
heeft Fopw een plusteken als v<0 (beweging omlaag).
Is dat de bedoeling?
Groet, Jaap
alex
op
19 juni 2023 om 20:53
aha, dat klopt inderdaad niet.. maar als ik het omdraai krijg ik een grafiek die al helemaal nergens opslaat...
In het geval dat ik bij alle bij een negatieve Fopw heb (wat natuurlijk niet logisch is maarja...) dan komt er wel iets uit wat redelijk in de buurt komt van mijn pasco grafiek
In het geval dat ik bij alle bij een negatieve Fopw heb (wat natuurlijk niet logisch is maarja...) dan komt er wel iets uit wat redelijk in de buurt komt van mijn pasco grafiek
Bijlagen:
Jaap
op
19 juni 2023 om 21:11
Dag Alex,
• In je model van 20.53 uur staat 'Fres := Fveer - Fw + Fopw' en
'als v<0 dan Fres := Fveer + Fw - Fopw eindals'
Moet dat wel zo?
• Je (U,t)-diagram heeft U in seconde. Serieus?
• Als ik je model van 20.53 uur wijzig, geeft Coach het onderstaande diagram.
Bevalt het je?
Groet, Jaap
• In je model van 20.53 uur staat 'Fres := Fveer - Fw + Fopw' en
'als v<0 dan Fres := Fveer + Fw - Fopw eindals'
Moet dat wel zo?
• Je (U,t)-diagram heeft U in seconde. Serieus?
• Als ik je model van 20.53 uur wijzig, geeft Coach het onderstaande diagram.
Bevalt het je?
Groet, Jaap
