Trillingen
Natuurkunde voor niveau havo 4, vwo 6, havo, vwo, havo 3, vwo 3, havo 5, vwo 4, vwo 5, vwo, 6, vwo, 3, vwo, 4, vwo, 5
Diagnostische vragen over trillingen
trillingen, frequentie, eigenfrequentie, massa-veersysteem, fase, amplitude, periode, trillingstijd
Hieronder zie je de dia’s inclusief toelichting. Gebruik de knop hieronder om de presentatie (Powerpoint) te downloaden.
Download presentatie (.pptx)

Misvatting: De leerling verwart de evenwichtsstand met de uiterste waarde van de grafiek.
A De trilling beweegt rond de evenwichtsstand, deze ligt dus altijd op de y-as.
B De trilling beweegt rond de evenwichtsstand, deze ligt dus altijd op de y-as.
C De trilling beweegt rond de evenwichtsstand, de waarden van de grafiek moeten boven en onder het evenwicht even ver uitwijken.
D Goede Antwoord.

Misvatting: De leerling kent het verschil niet tussen de maximale uitwijking t.o.v. de evenwichtsstand en de totale uitwijking.
A Dit is 1 trillingstijd
B Goede Antwoord, het amplitude is tussen de maximale uitwijking t.o.v. de evenwichtsstand.
C Dit is de totale uitwijking, de leerling kent het verschil niet tussen de maximale uitwijking t.o.v. de evenwichtsstand en de totale uitwijking.
D Dit is ½ trillingstijd, na een trillingstijd moet de grafiek zich herhalen. Dat gebeurt hier niet.

Misvatting: leerlingen verwarren de trillingstijd met de amplitude of benoemen ½ trillingstijd.
A Goede Antwoord.
B Dit is de amplitude.
C Dit is de totale uitwijking.
D Dit is ½ trillingstijd.

Misvatting: Leerlingen verwarren één fase met 1/2 trillingstijd. Als de slinger weer door de evenwichtsstand gaat dan heeft deze ½ trillingstijd uitgevoerd, dit is 0,5 fase
A De leerling denkt dat wanneer de slinger terug is op hetzelfde punt de fase 0 is.
B De leerling heeft geen idee van het begrip fase.
C Goede antwoord, als de slinger weer door de evenwichtsstand gaat dan heeft deze ½ trillingstijd uitgevoerd, dit is 0,5 fase omdat de helft van de totaal af te leggen weg alvorens de gehele beweging zicht herhaalt is afgelegd.
D De leerling denk dat er een hele trilling is afgelegd omdat de slinger terug is op het startpunt.

Misvatting: Leerlingen verwarren één fase met 1/2 trillingstijd.
A De leerling denkt dat als de slinger in de uiterste stand staat deze opnieuw begint met de slinger beweging en dat de fase dus 0 nul is.
B De leerling begrijpt niet wat een fase is.
C Goede Antwoord, Als de slinger in de meest rechter stand is, heeft deze ½ trillingstijd uitgevoerd, dit is 0,5 fase
D De leerling denkt dat als de slinger in de uiterste stand staat deze opnieuw begint met de slinger beweging en de fase dus 1 is.

Misvatting: Leerlingen denken dat de massa en trillingstijd evenredig zijn.
A In de formule zie je dat de massa onder de wortel staat. Er is dus geen evenredig verband.
B Goede antwoord.
C De trillingstijd is inderdaad evenredig met de wortel van de massa, maar de 2 mag niet meegerekend te worden voor het verband. Als de veerconstante verandert, blijft de factor 2 onveranderd.
D In de formule zie je dat de massa onder de wortel staat. Er is dus geen evenredig verband en de twee mag niet meegerekend te worden voor het verband.

Misvatting: Leerlingen denken dat de massa en trillingstijd evenredig zijn.
A In de formule staat de massa onder de wortel. Als je de massa dus 2 keer zo groot maakt, wordt T 2 keer groter.
B In de formule zie je dat de massa onder de wortel staat. Er is dus geen evenredig verband.
C In de formule zie je dat de massa onder de wortel staat. Er is dus geen evenredig verband en de twee mag niet meegerekend te worden voor het verband.
D Goede Antwoord.
Misvatting: Leerlingen denken dat de massa en trillingstijd evenredig zijn.
A In de formule staat de massa onder de wortel. Als je de massa dus 2 keer zo groot maakt, wordt T √2 keer groter.
B In de formule zie je dat de massa onder de wortel staat. Er is dus geen evenredig verband.
C In de formule zie je dat de massa onder de wortel staat. Er is dus geen evenredig verband en de twee mag niet meegerekend te worden voor het verband.
D Goede Antwoord.

Misvatting: Leerlingen denken dat de massa en trillingstijd evenredig zijn.
A Als een veer 4 keer stugger is, wordt de veerconstante vier keer groter. De veerconstante staat onder de wortel en onder de breuk. Er is dus geen evenredig wortelverband. Als de veerconstante groter wordt, wordt de trillingstijd juist kleiner (je deelt namelijk door een groter getal.
B Als een veer 4 keer stugger is, wordt de veerconstante vier keer groter. De veerconstante staat onder de wortel en onder de breuk. Er is dus geen evenredig verband.
C Goede antwoord
D Als een veer 4 keer stugger is, wordt de veerconstante vier keer groter. De veerconstante staat onder de wortel en onder de breuk. Een 4 keer grotere veerconstante levert een omgekeerd wortelverband alleen is mogelijk de 2 meegerekend en dat mag niet.

Misvatting: De leerling verwacht/denkt dat omdat een u/a/v-grafiek van de trilling altijd een sinusvorm geeft. Dit ook geldt voor de kracht t.o.v. de uitrekking.
A De leerling denkt dat de kracht absoluut bepaald wordt en dus altijd positief is
B De leerling denkt dat omdat een u/a/v-grafiek van de trilling altijd een sinusvorm geeft. Dit ook geldt voor de kracht t.o.v. de uitrekking. Dat is echter alleen in een (u/a/v,t)-diagram.
C De leerling snapt wel dat er een rechtevenredig verband is tussen F en u, maar je hebt de tegengestelde richting over het hoofd gezien.
D Goede antwoord, Als er een rechtevenredig verband is tussen F en u, maar tegengesteld gericht, dan ontstaat er een trilling.

De maximale snelheid 𝑣max=2𝜋𝐴/𝑇. vmax is dus evenredig met A en omgekeerd evenredig met T. De amplitude van trilling 2 is twee keer zo groot, terwijl de trillingstijd 2 keer zo klein is. De maximale snelheid van trilling 1 is dus 4 keer zo groot als die van trilling 2.
A: Leerlingen denken dat de maximale snelheid van een trillend systeem evenredig is met de amplitude van de trilling en zien de invloed van het amplitude over het hoofd..
B: Leerlingen denken dat de maximale snelheid van een trillend systeem evenredig is met de amplitude van de trilling en zien de invloed van de trillingstijd over het hoofd.
C: Goede antwoord. Trilling twee heeft ½ zo groot Amplitude (evenredig) en een trillingstijd die 2x zo groot is (omgekeerd evenredig). Deze versterken elkaar tot een factor ¼ keer vmax t.o.v. trilling 1.
D: Leerlingen verwarren in de notatie de steilheid van de twee trillingen met elkaar

Misvatting: De leerling heeft niet in de gaten dat de 2𝜋 ook in de factor thuis hoort.
De maximale snelheid 𝑣max=2𝜋𝐴/𝑇
De amplitude is 4 m en de trillingstijd is 2 s. de maximale snelheid is dus 4π m/s
A: Je hebt waarschijnlijk de amplitude en de trillingstijd verkeerdom gedeeld.
B: Je hebt waarschijnlijk de trillingstijd gedeeld door de amplitude en hebt de 2𝜋 niet meegerekend.
C: Goede antwoord, de factor is gelijk aan de A/T*2𝜋.
D: Je hebt waarschijnlijk als factor A/T genomen en hebt de 2𝜋 niet meegerekend.

Misvatting: Δ𝜑=Δt𝑇. De leerling denkt dat Δt twee punten van een trilling het fase verschil is.
A Goede antwoord. Δ𝜑=Δt𝑇
B Leerlingen zien het faseverschil als Δt twee punten van een trilling als deze door de as in positieve richting gaat.
C Leerlingen verwarren het faseverschil met de trillingstijd.
D De leerling weet niet wat een faseverschil is.
Misvatting: Δ𝜑=”Δt” /𝑇. De leerling denkt dat Δt twee punten van een trilling het fase verschil is.
A Goede antwoord. Δ𝜑=”Δt” /𝑇
B Leerlingen zien het faseverschil als Δt twee punten van een trilling als deze door de as in positieve richting gaat.
C Leerlingen verwarren het faseverschil met de trillingstijd.
D De leerling weet niet wat een faseverschil is.

Misvatting: De leerling denkt dat een verschil in trillingstijd een bepaling van het faseverschil niet hindert.
A de leerling deelt Δ𝑡 door de trillingstijd van de rode trilling en heeft mogelijk niet in de gaten dat de blauwe trilling een ander trillingstijd heeft.
B De leerling denkt dat het fase verschil gelijk is aan Δ𝑡.
C De leerling heeft mogelijk niet in de gaten dat de blauwe trilling een ander trillingstijd heeft en denkt dat de T ook het fase verschil is.
D Goede antwoord. De beide trillingen hebben een verschillende trillingstijd. Faseverschil kun je alleen bepalen bij gelijke trillingstijd of op een specifiek tijdstip.
Misvatting: De leerling denkt dat een verschil in trillingstijd een bepaling van het faseverschil niet hindert.
A de leerling deelt Δ𝑡 door de trillingstijd van de rode trilling en heeft mogelijk niet in de gaten dat de blauwe trilling een ander trillingstijd heeft.
B De leerling denkt dat het fase verschil gelijk is aan Δ𝑡.
C De leerling heeft mogelijk niet in de gaten dat de blauwe trilling een ander trillingstijd heeft en denkt dat de T ook het fase verschil is.
D Goede antwoord. De beide trillingen hebben een verschillende trillingstijd. Faseverschil kun je alleen bepalen bij gelijke trillingstijd of op een specifiek tijdstip.

Misvatting: De leerling denkt dat de lengte van de schommel bepalend is i.p.v. de plaats van het zwaartepunt.
A De leerling heft waarschijnlijk het je gedacht dat de slingerlengte toeneemt. Deze neemt juist af.
B Goede antwoord. Als je gaat staan dan stijgt het zwaartepunt. De lengte van de slinger neemt daardoor af. Omdat de trillingstijd evenredig is met de wortel van de lengte van de slinger zal de trillingstijd afnemen.
C De leerling denkt waarschijnlijk dat de massa i.p.v. de slingerlengte van belang is en deze gelijk blijft. De massa speelt geen rol bij en slinger, alleen de slingerlengte.

Misvatting: De leerling denkt dat de snelheid nul is in de evenwichtsstand en of dat de snelheid gelijk moet zijn aan de versnelling.
A De leerling denkt waarschijnlijk dat als de snelheid 0 is de versnelling ook 0 moet zijn.
B Goede antwoord. In de uiterste stand is de raaklijn horizontaal. De snelheid is dus gelijk aan 0. De kracht is juist maximaal, dus de versnelling is ook maximaal (niet nul).
C de leerling denkt dat in de evenwichtsstand de snelheid 0 moet zijn (terwijl daar de uitwijking 0 is) en dat deze in de uiterste stand dus niet 0 is hetzelfde geldt voor de versnelling.
D De leerling denkt waarschijnlijk dat als de versnelling maximaal is de snelheid ook maximaal moet zijn.

Misvatting: De leerling denkt dat de utrekking rechtevenredig is vanwege de wet van Hook. Deze bepaald als de massa aan de veer hangt welliswaar de hoogte van het evenwichtspunt echter niet de uitwijking van de trilling.
A De leerling verward het amplitude met de uitrekking volgens de wet van Hook. Hierdoor denkt de leerling dat een grotere massa resulteert in een grotere amplitude. De massa heeft alleen invloed op de trillingtijd. Óf de leerling denkt dat de trillingstijd omgekeerd evenredig is met de massa.
B Goede antwoord. De trillingstijd is recht evenredig met de wortel van de massa. Een grotere massa resulteert in een grotere trillingstijd. Deze is te zien in de blauwe grafiek.
C De leerling heeft geen inzicht in de relatie tussen massa en trillingstijd in een massa-veersysteem.
D De leerling heeft geen inzicht in de relatie tussen massa en trillingstijd in een massa-veersysteem.

Misvatting: De leerling denkt dat een grotere veerconstante een groter uitwijking geeft.
A Goede antwoord. De trillingstijd is omgekeerd evenredig met de wortel van de veerconstante. Een grote veerconstante (stugge veer) resulteert in een kleinere trillingstijd.
B Waarschijnlijk denk je dat een grotere veerconstante resulteert in een grotere amplitude. Daar is geen relatie.
C De leerling heeft geen inzicht in de relatie tussen de veerconstante en de trillingstijd in een massa-veersysteem.
D De leerling heeft geen inzicht in de relatie tussen de veerconstante en de trillingstijd in een massa-veersysteem.

De vragen en toelichtingen vallen onder een CC BY-SA 4.0 licentie: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0