Eenvoudige slinger voorbeeldvragen Eenvoudige slinger

4 voorbeelden van eenvoudige slingervragen

1. Een eenvoudige slinger bestaat uit een touw van 40 cm lang waaraan een gewicht van 100 gram hangt. Als de zwaartekrachtversnelling 10 m/s² is...² De periode en frequentie van een eenvoudige slinger zijn dus...
Discussie
Het is bekend :
Lengte van het touw (l) = 40 cm = 0,4 meter
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²
gevraagd : Periode (T) en frequentie (f)
Antwoorden :
Eenvoudige slingerperiodeformule :
Beschrijving: T = periode, l = lengte van het touw, g = zwaartekrachtversnelling
Periode van een eenvoudige slinger :
Eenvoudige slingerfrequentie :
Methode 1:
f = 1/T = 1/1,256 = 0,8 Hertz
Methode 2:
2. Bereken de lengte van het touwtje van een slingerklok die één keer per seconde slaat.
Discussie
Het is bekend :
Periode (T) = 1 seconden
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²
gevraagd : Lengte van de draad (l)
Antwoorden :
String periode formule :
Stringlengte :
3. Een eenvoudige slinger heeft een touw van 50 cm en een gewicht van 50 gram. Het hoogste punt van het gewicht bevindt zich 10 cm boven het laagste punt. Als de zwaartekrachtversnelling 10 m/s² is...²Bepaal (a) de periode en frequentie van de slinger (b) de snelheid van de last op het laagste punt.
Discussie
Het is bekend :
Lengte van het touw (l) = 90 cm = 0,9 meter
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²
Hoogteverschil (h) = 20 cm = 0,2 meter
gevraagd : (a) T en f (b) v
Antwoorden :
(A) Periode (T) en frequentie (f) van een eenvoudige slinger
periode
Frequentie:
f = 1/T = 1/1,884 = 0,53 Hertz.
(B) Snelheid (v) van de last op het laagste punt
Deze vraag heeft betrekking op wet van behoud van mechanische energie.
Op het hoogste punt heeft de last maximale potentiële zwaartekrachtenergie en geen kinetische energie, omdat deze even stilstaat voordat hij van richting verandert. Terwijl de last naar beneden begint te bewegen, wordt de potentiële zwaartekrachtenergie omgezet in kinetische energie. Op het laagste punt is alle potentiële zwaartekrachtenergie omgezet in kinetische energie. Daarom is de kinetische energie van de last op het laagste punt maximaal en de potentiële zwaartekrachtenergie nul.
Initiële mechanische energie = gravitationele potentiële energie = mgh
Eindmechanische energie = kinetische energie = ½ mv²
Wet van behoud van mechanische energie :
Initiële mechanische energie = uiteindelijke mechanische energie
Gravitationele potentiële energie = kinetische energie
mgh = ½ mv²
2 gh = v²
(2)(10)(0,2) = v²
4 = v²
v = 2 m/s

4. Een wandklok op het aardoppervlak werkt door middel van een slingerbeweging. Als de klok aan boord van een ruimtestation zou worden meegenomen, ver weg van objecten in de ruimte, dan...

A. de wijzers van de klok bewegen sneller

B. De wijzers van de klok bewegen niet.

C. De klok werkt nauwkeuriger.

D. De slinger beweegt langzamer.

E. De slinger beweegt met een lagere frequentie.

Discussie

Aan het aardoppervlak kan de slinger bewegen dankzij de aanwezigheid van zwaartekracht De aarde oefent een kracht uit op de slinger. In de ruimte is de resulterende zwaartekracht daarentegen vrijwel nul, waardoor de wijzers van de klok niet bewegen.

Het juiste antwoord is B.