Natuurkunde proef van melde

Proef van Melde

,Inhoudsopgave
Inhoudsopgave 2
Inleiding 3
Onderzoeksvraag 4
Theoretische verkenning 4-5
Hypothese 6
Werkwijze 7-8-9
Resultaten 10
Verwerking 11-12-13
Conclusie 14
Nabeschouwing 15
Logboek 16
Bronnenlijst 16

,Inleiding
In dit verslag wordt de proef van Melde behandelt. De aanleiding van deze proef is
een opdracht van de natuurkunde sectie die deze opdracht heeft opgegeven.
Door middel van een aangespannen koord dat is verbonden met een veerunster die
het aantal newton kan meten en een trilapparaat worden buiken en knopen in het
koord gecreëerd. Aan de hand van dit practicum wordt er onderzoek gedaan naar
staande golven. In dit onderzoek wordt dus onderzocht welke invloed de spankracht
op het koord heeft met de golfsnelheid in het koord. Door te ontdekken welke invloed
de spankracht op de golfsnelheid heeft kan een formule worden opgesteld die het
verband geeft tussen de spankracht en de golfsnelheid in het koord.
Wij zijn erachter gekomen dat wij dit experiment vaker hebben uitgevoerd dan tijdens
de meting. Bij het stemmen van een gitaar wordt er ook gebruik gemaakt van de
proef van Melde. De spankracht op een snaar wordt namelijk ook zodanig
aangepast, dat de snaar de juiste toon laat klinken. De spankracht wordt aangepast
door de knoppen die op het uiteinde aanwezig zijn strakker of losser te draaien.
Aan de hand van het experiment van Melde hopen wij antwoord te krijgen op de
onderzoeksvraag. Naast het antwoord op de onderzoeksvraag hopen wij de theorie
uitgelegd in het theorieboek door middel van dit praktische experiment te
demonstreren.

, Onderzoeksvraag
De in dit onderzoek gestelde onderzoeksvraag is: Wat is het kwantitatieve verband
tussen de golfsnelheid en de spankracht in een gespannen koord?


Theoretische verkenning
In de opstelling van Melde geldt een verband tussen de golflengte en de lengte van
het trillende deel. De formule die dit verband tussen de golflengte en de lengte van
het trillende deel weergeeft is:
l = n * ½λ
- l = de lengte van het trillende deel van het koord in m.
- n = een geheel getal (1, 2, 3, …)
- λ = de golflengte van de staande golf in m.
Deze formule is ook te schrijven als λ = l/2n.

Als n gelijk is aan 1 krijg je de staande golf met de grootst mogelijke golflengte en
dus de laagste eigenfrequentie van het koord. Dit wordt de grondtoon genoemd.
Voor hogere waarden van n is de bijbehorende golflengte kleiner en de bijbehorende
frequentie groter. Een hogere frequentie zorgt voor een hogere toon. Deze hogere
tonen worden boventonen genoemd. De boventonen zijn een veelvoud van de
grondtoon.

Het verband tussen de golfsnelheid, de frequentie en de golflengte worden
weergegeven in de volgende formule:

v=f*λ
- v = golfsnelheid in m/s
- f = frequentie in Hz
- λ = golflengte in m

De golfsnelheid in een gespannen koord hangt af van de dikte, het materiaal, de
spankracht en de lengte van het koord. De spankracht heeft als eenheid Newton.

Het verband tussen de golfsnelheid, spankracht, lengte van het koord en de massa
wordt weergegeven met de formule: v=√ ( Fs∗l ) / m

- v = golfsnelheid in m/s

- Fs = spankracht in N
- l = lengte in m
- m = massa in kg

Coördinaattransformatie
Uit de metingen, die tijdens het onderzoek worden uitgevoerd, zou kunnen blijken dat
tussen de spankracht en de golfsnelheid niet een recht evenredig verband ontstaat.