Natuurkunde H4 trillingen Havo

Natuurkunde H4 Trillingen

§4.1 Eigenschappen van trillingen

Een herhaalde beweging ofwel een periodieke beweging, noem je een trilling. Als er geen beweging is noem je dit de evenwichtsstand. Wanneer een voorwerp een trilling uitvoert, noem je de afstand van dat voorwerp tot de evenwichtsstand de uitwijking (a). De maximale uitwijking noem je de amplitude (A). De tijdsduur van een volledige trilling heet de periode of de trillingstijd (T in seconden). Het aantal trillingen per seconden is de frequentie (f in hz).

Frequentie en trillingstijd zijn elkaars omgekeerde. 𝑇 = 1 : 𝑓 en 𝑓 = 1 : 𝑇

§4.2 Trillingen in beeld

Een (u,t)-diagram geeft het verband weer tussen de uitwijking van een trillende voorwerp en de tijd. op elk tijdstip kun je de uitwijking van het voorwerp aflezen. Met dit diagram kun je ook de trillingstijd en amplitude aflezen. Een harmonische trilling heeft een sinusvormig. Met een toongenerator kun je elektrische trillingen maken waarvan je de amplitude en de frequentie zelf kunt instellen. Via de luidspreker en microfoon komen de trillingen hoor/zichtbaar in een oscillogram op het scherm van een oscilloscoop. Een cardiogram (ecg) geeft de elektrische activiteit van het hart weer. Bij een geluidstrilling geldt: - Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon - Hoe groter de amplitude, hoe groter de geluidssterkte.

§4.3 Resonantie

De trilling die een voorwerp van nature heeft is de eigentrilling. De frequentie waarmee een voorwerp van nature trilt, is de eigenfrequentie. Als een voorwerp meetrilt met een trilling van buitenaf, heeft dat resonantie. De eigenfrequentie van het voorwerp is dat gelijk aan die van de gedwongen trilling. Als de frequentie van een trilling niet afneemt maar de amplitude wel, noem je dit demping. De trillingstijd van een massa-veersysteem hangt af van de massa en veerconstante: 𝑇 = 2 π . √( 𝑚 : 𝑐) T is de trillingstijd in seconden (s) m is de massa van een voorwerp in kilogram (kg) c is de veerconstante in newton per meter (N/m)

§4.4 cirkelbeweging

De snelheid waarmee je in een cirkel beweegt noem je de baansnelheid, deze is constant in grootte maar de richting verandert steeds. De omlooptijd T is de tijdsduur waarin een voorwerp een keer de cirkelomtrek doorloopt. Het aantal omlopen dat een voorwerp uitvoert per seconden heet de (omloop)frequentie f. hier geld ook: T= 1 : f en f = 1: T Een cirkelbeweging waarbij de grootte van de baansnelheid constant is, noem je een eenparige cirkelbeweging. voor de baansnelheid geld: v = 2 pi r : T v is de baansnelheid in meter per seconden (m/s)] r is de straal van de cirkelbaan in meter (m) T is de omlooptijd in seconden (s) Op een voorwerp dat met constante snelheid rondcirkelt, werkt een resulterende kracht naar het middelpunt van de cirkel, dit is de middelpuntzoekende kracht. Deze kracht verandert voortdurend de richting van de snelheid maar laat de grootte constant. De middelpuntzoekende kracht kun je bereken met de formule: Fmpz = m * v2 : r Fmpz is de middelpuntzoekende kracht in newton (N) m is de massa van het voorwerp in kilogram (kg) v is de baansnelheid in meter per seconden (m/s) r is de straal van de baan in meter (m)