Utforske en pendel, og lære om svingninger og resonans

Beskrivelse: 

Bygninger og maskiner utsettes ofte for svingninger og resonans. Dette er viktig å ta høyde for ved konstruksjoner for å hindre uønsket slitasje, sammenbrudd og ulykker. Se videolink om Tacoma Brigde.

Kompetansemål: Forskerspiren (1nat-YF) og matematisk beskrivelse (1mat-YF)

Utforske en pendel for å lære grunnleggende begreper om svingninger.

1. Hva påvirker svingetida?

2. Hvordan øke utslaget (amplitude)?

3. Hva er det matematiske uttrykket for svingetida?

4. Hva er resonans og hvordan oppstår det?

1. Se på på videoen med Tacoma bridge. Tenk over om du har erfart noe lignende.

2. Start opp simuleringsprogrammet fra lenke nr 2. Studer pendeleksperimentet.

Hva er det mulig å endre på i dette eksperimentet? Gjør en rask utforsking av hva som skjer når du gjør endringer. Har du noen ideer om noen sammenhenger?

3. Finn ut hva som menes med svingetid, pendellengde, amplitude og frekvens.

4. Lag en tabell med L-pendellengde, T-svingetid, T^2- kvadratet av svingetida.

5. Mål svingetida for ulike pendellengder. Mål tida på f.eks 10 svingninger med 5 ulike pendellengder.

Sett inn T, T^2 og L i tabellen.

6. Lag koordinatsystem, og tegn en graf med L langs 1.akse og T^2 på 2.akse. Plott inn verdiene fra tabellen din. Tegn graf gjennom punktene. Hva ser du? Kjenner du noe av dette fra matematikken? Formuler med egne ord det har lært om sammenhengen mellom svingetid og pendellengde. Prøv å lage et matematisk uttrykk.

7. Gjør tilsvarende simulering ved å variere massen til pendelen. Hva finner du ut?

8. Til slutt kan du prøve å variere tyngdekonstanten. Hva skjer med pendelen på Månen? Enn Jupiter?

Kan du forklare det?

9. Hvordan kan du skape resonans med pendelen? Forklar.

Lykke til :-)

Målet er å la eleven reflektere over ulike fysiske størrelser som kan påvirke utfallet av et eksperiment, og sette opp en matematisk modell. Dette skal kunne relateres til virkelighetsnære situasjoner som eleven kan møte i fagopplæringa/yrkesutøvinga.(TIP, Bygg, Elektro)

Elevene trenger pc med internettforbindelse.

Kalkulator, regneprogram (geogebra) og skrivesaker.