Practicum: Vrije val – valversnelling g en energiebehoud – Klas 5 HAVO

In dit examenpracticum voor 5 havo bepaal je de valversnelling g en toets je of E_z = E_k bij vrije val (wet van behoud van energie).

Leerdoel

Na dit practicum kun je g bepalen via g = 2h/t², een v,t-diagram opstellen, E_z en E_k berekenen en het rendement van de energieomzetting interpreteren.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 5 (examenjaar) | Vak: Natuurkunde | Domeinen: C1 Kracht en beweging; C2 Energieomzettingen

Benodigdheden

• Vrije-valapparaat met elektromagneet en tijdmeter (of lichtpoortjes)
• Stalen kogel (m ≈ 50 g)
• Liniaal of meetlint (≥1,5 m)
• Balans (0,1 g)

Achtergrondinformatie

Vrije val: s = ½ × g × t², dus g = 2h/t². Landingssnelheid: v = √(2gh) of v = g × t. Wet van behoud van energie: E_z = mgh moet gelijk zijn aan E_k = ½mv².

Werkwijze

1. Weeg de kogel (m). Meet vijf valhoogtes: 0,20; 0,40; 0,60; 0,80; 1,00 m.
2. Meet t bij elke hoogte (3×, neem gemiddelde). Bereken g = 2h/t².
3. Bereken v = √(2gh) en controleer via v = g × t.
4. Bereken E_z = mgh en E_k = ½mv². Vergelijk.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. Bereken de gemiddelde g. Vergelijk met 9,81 m/s².
2. Bereken v en E_k bij h = 0,80 m (m = 50 g).
3. Waarom is E_k in de praktijk iets kleiner dan E_z?

Uitwerking (m = 0,050 kg)

V1: g_gemiddeld = 9,80 m/s² (afwijking van 9,81: slechts 0,01 m/s²).

V2: v = √(2 × 9,81 × 0,80) = 3,96 m/s; E_k = ½ × 0,050 × 3,96² = 0,392 J.

V3: Luchtweerstand en kleine meetfouten bij tijdmeting zorgen voor een lichte onderschatting van v.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert vrije-valapparaten, lichtpoortjes en stalen kogels voor mechanikaexperimenten.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.