samenvatting natuurkunde vwo 6, periode 2

Natuurkunde samenvatting periode 2
Hoofdstuk 6, trillingen

Trillingstijd= hoelang een trilling duurt.
Frequentie van 50 Hz betekent dat er 50 trillingen in 1 seconde plaatsvinden.
Formule frequentie;
f=1/T
f= frequentie (Hz), t=trillingstijd (s)

massaveersysteem; bij een massaveersysteem is de kracht op de massa recht
evenredig met de uitwijking ten opzichte van de evenwichtsstand en altijd gericht
naar de evenwichtstand toe.

Wet van Hooke;
F=-C*u.
Minteken geeft aan dat de kracht in tegenovergestelde richting van de uitrekking
werkt.
- Bij u=0 geldt er Fres= -C*u

Trillingstijd massaveersysteem formule;
m
T=2pi*√
C
T=trillingstijd (s), m=massa (kg), C=veerconstante (N/m)
Voor bv. Schommel geldt;
l
T=2pi*√
g
L=lengte (m), g=valversnelling (9,81 m/s2)

Massaveersystemen, maar ook andere voorwerpen, hebben een eigenfrequentie
(=de frequentie waarmee ze graag trillen). Als er een frequentie wordt
geproduceerd, en er is een voorwerp in de buurt dat met diezelfde frequentie wil
trillen, gaat dat meetrillen.  resonatie.

Trillingen kun je weergeven in een u,t-diagram. Hierin lees je de uitwijking af ten
opzichte van een evenwichtsstand.
Voor een harmonische trilling geldt dat de trillingstijd constant is, en de
amplitude dus hetzelfde blijft. -> grafiek is sinusoïde. Dus kan deze vergelijking;
2π
u=A*sin ( *t)
T
u=uitwijking (m), A=amplitude (m), T=trillingstijd (s), t=tijd (s)

Snelheid is maximaal, als het trillende voorwerp door de evenwichtsstand gaat.
En de snelheid is 0 in de uiterste standen. Formule;
2 πA
Vmax=
T
Vmax=maximale snelheid (m/s), A=amplitude (m), T=trillingstijd (s)

Fase= grootheid die aangeeft waar een trilling in de periode is ten opzichte van
het begin. 1 fase; dan is er 1 trilling voorbij.

Formule faseverschil;
Δt
Δ φ=
T

, Δ φ=faseverschil (geen eenheid), Δt =tijdverschil (s), T=trillingstijd (s)

Gereduceerde fase; getal achter de komma. Bij een gereduceerd faseverschil van
0 lopen de trillingen precies in fase.
Bij een gereduceerd faseverschil van 0,5 lopen de trillingen in tegenfase.

- Golf= verplaatsing van een trilling door de ruimte.
Er zijn verschillende soorten golven.
Bv. Elektromagnetische golven (zoals licht, die ontstaan door trillen van geladen
deeltjes) of mechanische golven. (Hebben een medium nodig om zich voort te
planten)

Lopende golf= golf die zich voortplant door de ruimte en tijd.
- Longitudinale golf= gold beweegt in dezelfde richting als de trilling die
deze veroorzaakt.
- Transversale golf= uitwijking van de golf staat loodrecht op de
bewegingsrichting. Herkenbaar aan
de pieken en dalen.

Golfsnelheid= snelheid waarmee de golf
door de ruimte verplaatst.
Golflengte= afstand tussen 2 pieken.
V=λ*f
V=golfsnelheid (m/s), λ=golflengte (m),
f=frequentie (Hz)

Golven worden vaak weergegeven in een u,x-diagram.

Superpositie= optelling van uitwijking van twee lopende golven.
- Het hoeven dan niet per se meer sinusoïden te zijn.

Interferentie; golven die elkaar beïnvloeden. Kan ook als een golf weerkaatst en
dan zichzelf beïnvloed.
- Constructieve; versterking. Als het gereduceerde faseverschil gelijk is aan
0.
- Destructieve; verzwakking. Als het gereduceerde faseverschil gelijk is aan
0,5.
Formule;
Δx
Δφ=
λ
Δφ = faseverschil (geen eenheid), Δx =weglengteverschil (m), λ=golflengte (m)

Staande golf= wanneer een trilling zich wil verplaatsen in een ruimte met
bepaalde grenzen. (bv. Gitaar).
De snaar blijft heen en weer bewegen, maar door
destructieve interferentie staat het op sommige plekken
volkomen stil.

Knopen; plekken waar de uitwijking altijd 0 is.
Buiken; plekken waar de uitwijking altijd maximaal is.