Vraag 9Draaitafel
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bij deze vraag kijk je eerst welke kracht het schijfje op de cirkelbaan houdt.
- Daarna stel je de maximale wrijvingskracht gelijk aan die middelpuntzoekende kracht en gebruik je formule (1).
- Met de omlooptijd en de straal bereken je eerst de baansnelheid van het schijfje.
- Zet je uitkomst tot slot naast de waarden in tabel 1 om het materiaal te kiezen.
Hier verliezen leerlingen punten
- Laat in je uitwerking zien hoe de normaalkracht aan het gewicht van het schijfje is gekoppeld, anders ontbreekt er een stap.
- Let op de eenheden van de straal en de omlooptijd, want een verkeerde eenheid geeft een onjuiste uitkomst.
- Rond tussenuitkomsten niet te vroeg af, want dan wijkt je wrijvingscoëfficiënt af en kies je misschien het verkeerde materiaal.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Isha doet een praktisch onderzoek naar wrijvingskracht. Ze gebruikt hierbij een draaitafel. Dit is een apparaat met een draaiend plateau. Zie figuur 1. figuur 1 De omlooptijd van het plateau is instelbaar. Ze legt een stalen schijfje s op het plateau, op een afstand r van het midden. Wanneer het plateau draait, maakt dit schijfje een cirkelbaan met straal r . Zie figuur 2. figuur 2 figuur 3 Met een camera recht boven de draaitafel maakt Isha een filmpje van het schijfje. Hier voert ze een videometing op uit. De afstand x is de kortste afstand tussen het schijfje en de y -as. Zie figuur 3. Op de uitwerkbijlage staat het ( x,t )-diagram dat met de videometing is gemaakt.
Vervolgens legt Isha het schijfje bij dezelfde draaisnelheid twee keer zo ver van de draai-as.
De wrijvingskracht van het plateau op het schijfje zorgt voor de middelpuntzoekende kracht. Deze wrijvingskracht kan niet groter zijn dan een bepaalde maximale waarde. Isha varieert de omlooptijd en merkt dat het schijfje op gegeven moment naar buiten schuift. Zie figuur 4. figuur 4
Voor de maximale wrijvingskracht geldt: F = μ · F (1) w s n Hierin is: − F de maximale wrijvingskracht w − μ de wrijvingscoëfficiënt, een materiaalafhankelijke grootheid s − F de normaalkracht n Isha bedekt het plateau van de draaitafel achtereenvolgens met verschillende materialen. Ze meet steeds bij een omlooptijd van 1,3 s de straal waarbij het stalen schijfje nog net in zijn cirkelbaan blijft. Met het meetresultaat berekent ze de wrijvingscoëfficiënt. Ze vergelijkt haar meetresultaten met de wrijvingscoëfficiënten in tabel 1. tabel 1 materiaal schijfje materiaal op plateau wrijvingscoëfficiënt staal rubber 1,2 staal staal 0,7 staal hout 0,5 staal messing 0,3 Ze gebruikt een schijfje met een massa van 3,9 gram. Bij één van de − 2 materialen blijft het schijfje op een straal van 13 · 10 m nog net liggen.
Toon met behulp van formule (1) aan op welk materiaal het schijfje dan gelegen heeft.