Vraag 3Massa meten in de ruimte
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?
- Bepaal eerst uit figuur 3 hoe lang één volledige trilling duurt.
- Kijk naar de veerconstante van het hele systeem, want die hoort bij de trilling van de slede.
- Gebruik de formule voor de trillingstijd van een massa aan een veer en werk die om naar de massa.
- Reken met de juiste eenheden en rond af op twee significante cijfers.
Hier verliezen leerlingen punten
- Lees bij figuur 3 niet een hele trilling af maar een halve of anderhalve, en reken daarmee verder.
- Vergeet dat de veerconstante van twee veren samen anders is dan van één veer, en gebruik de juiste waarde uit de opgave.
- Laat de tussenstappen van het omwerken van de formule weg, waardoor de berekening niet te volgen is.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Astronauten verblijven soms langdurig figuur 1 in een ruimtestation dat om de aarde cirkelt. Om te voorkomen dat de astronauten spier-en botmassa verliezen moeten ze oefeningen doen. Daarom moet gedurende het verblijf hun massa gemonitord worden. Om in de ruimte de massa van astronauten te bepalen, is speciale apparatuur nodig. Anders dan op aarde kan de massa niet worden bepaald door de astronauten op een gewone personenweegschaal te laten staan.
Figuur 1 toont een foto van een astronaute in een speciale stoel waarmee haar massa kan worden bepaald. Deze stoel is via twee veren, aan de voor- en achterkant van de stoel, verbonden aan twee vaste ophangpunten. Als de stoel een horizontale uitwijking krijgt, gaat hij trillen. Door de trillingstijd te meten, kan de massa van de astronaute worden bepaald. Jasper en André doen een experiment waarbij ze dit simuleren. Ze gebruiken een luchtkussenbaan met daarop een slede die met twee identieke veren is vastgemaakt aan twee vaste klemmen (zie figuur 2). De veerconstante van elke veer is 25 N m -1 . figuur 2 De klemmen A en B zijn zo ver uit elkaar gezet dat de veren gespannen zijn als de slede in de evenwichtsstand staat. In de figuur op de uitwerkbijlage zijn drie situaties getekend: 1 De veren zijn nog niet bevestigd aan de slede. L is de rustlengte van 0 de veren. 2 De slede is aan twee gespannen veren bevestigd en bevindt zich in de evenwichtsstand. De uitrekking van beide veren is nu u . 0 3 De slede heeft een uitwijking x uit de evenwichtsstand. De uitrekking van beide veren is respectievelijk u en u . L R André beweert dat het massa-veersysteem, bestaande uit de slede en de twee veren, een totale veerconstante heeft van 50 Nm -1 . In de figuur op de uitwerkbijlage is in de situaties 2 en 3 de veerkracht F L van de linker veer op de slede getekend.
Nadat de slede een uitwijking uit de evenwichtsstand heeft gekregen, beweegt deze wrijvingsloos over de luchtkussenbaan. Jasper en André maken een videometing van de beweging van de slede. Het ( x , t ) -diagram van deze meting staat in figuur 3. figuur 3
Bepaal de massa van de slede met behulp van figuur 3. Noteer je antwoord in twee significante cijfers.