Trillingen meten met een versnellingsmeter

In de meeste tablets en smartphones zijn versnellingsmeters ingebouwd. Er zijn verschillende apps te vinden waarmee je een smartphone of tablet als seismometer kunt gebruiken. Het is ook mogelijk om met een versnellingssensor die gekoppeld is aan een (meet)computer versnellingen te meten.

 

Onderzoeksvraag:

Kun je een versnellingssensor gebruiken als seismometer?

Benodigdheden:

- smartphone met een versnellingssensor en een app om een grafiek te maken van de waarden die de versnellingssensor meet

- meetlint

Uitvoering

Indien mogelijk voer je dit experiment buiten uit. Herhaal het experiment daar met verschillende ondergronden, bijvoorbeeld op tegels, op een kale zandbodem en op gras.

• Leg de versnellingssensor op de grond.
• Zet de app aan. 
• Loop langs de sensor en kijk of je voetstappen te zien zijn in de grafiek. 
• Meet tot welke afstand gewoon lopen gedetecteerd kan worden.
• Spring op enige afstand van de sensor op de grond.
• Meet tot welke afstand je een sprong kunt detecteren met versnellingssensor.

Verwerking

1. Maakt het uit op wat voor bodem je dit experiment uit- voert? Zijn de uitkomsten verschillend?

Ja, dit maakt zeker uit. Op traptreden was het erg makkelijk te meten, op tapijt (bij de mediatheek) was het tot ongeveer 5 meter te zien op de app en op de begane grond bij aula a (ik weet niet waar dat precies uit bestaat) was het helemaal niet te zien. Er dus een significant verschil tussen de bodems.

2. Beredeneer de trillingen die je meet P-golven, S-golven of oppervlaktegolven zijn.

Oppervlaktegolven, die geven de grootste afwijking weer in een tabel, dus het is vanzelfsprekend dat het de oppervlaktegolven zijn.

Conclusie

Dus, kun je een versnellingssensor gebruiken als seismometer?

Ja, dat hebben wij gedaan. Echter is het moeilijker op sommige bodems. Maar op traptreden is het goed te gebruiken en op tapijt binnen een bepaalde afstand, idem dito.

 

 

Convectie in een vloeistof

Convectie speelt een belangrijke rol in het inwendige van de aarde. In de mantel treedt convectie op, terwijl de gesteenten ion de mantel vast zijn. In een practicum lukt het niet om een convectie in een vaste stof te laten optreden, maar door de convectie in een vloeistof te onderzoeken, zijn er toch belangrijke inzichten over convectie in de mantel te krijgen.

Onderzoeksvraag:

Hoe ziet convectiestroming eruit: waar is de opwaartse stroming, waar is de neerwaartse stroming en waar is de stroming horizontaal?

Benodigdheden:

Bekerglas; water; kleurstof; pipet; olie; rood en wit kaarsvet; waxinelichtje.

Uitvoering:

 

In dit experiment voer je drie verschillende proeven uit met convectie.

1. Eenvoudige convectie in een bekerglas met water

• Vul het bekerglas met water
• Breng met de pipet een druppel kleurstof op de bodem van het bekerglas.
• Laat het bekerglas even staan, zodat het water en de kleurstof niet al te veel in beweging zijn.
• Steek het waxinelichtje aan en houd het bekerglas boven de vlam. Zorg dat de kleurstof precies boven de vlam is.
• Bekijk het stromingspatroon
• Maak een tekening van het stromingspatroon

2. Convectie met twee lagen

• Doe een laag water in het bekerglas.
• Doe daarbovenop een laag olie.
• Breng met de pipet een druppel kleurstof een druppel vloeistof op de bodem van het bekerglas.
• Laat het bekerglas even stil staan, zodat het water op de olie en de kleurstof niet al te veel in beweging zijn.
• Steek het waxinelichtje aan en houd het bekerglas boven de vlam. Zorg dat de kleurstof precies boven de vlam is.
• Bekijk het stromingspatroon.
• Maak een tekening van het stromingspatroon.

Verwerking

Proef 1:

1. Waar stroomt het water naar boven?

Aan de linkerkant van de vaas. (daar hebben we verwarmd)

2. Leg uit waarom het water naar boven stroomt.

Het warme water met de kleurstof heeft een kleinere dichtheid dus gaat omhoog

3. Waar stroomt het water naar beneden?

Aan de rechterkant van de vaas.

4. Leg uit waarom het water naar beneden stroomt.

Daar is het water weer afgekoeld dus wordt de dichtheid groter en dus gaat het naar beneden.

5. Zijn er plekken waar het water horizontaal stroomt?

ja

6. Zo ja: Waar gebeurt dit dan?

Aan het oppervlak van het water en onderaan/in het midden.(de vloeistof begon snel te mengen waardoor het onduidelijk werdt)

7. Wat zijn de overeenkomsten tussen deze convectie en convectie in de mantel?

Daar zit ook dezelfde circulatie maar dan met magma.

Proef 2:

8. Kun je convectiestroming in het water zien?

ja

9. Kun je convectie in zonnebloemolie zien?

nee

10. Blijven de lagen op elkaar liggen of worden ze gemengd?

ze blijven op elkaar liggen.

11. Wat zijn de overeenkomsten tussen deze convectie en convectie in de aarde?

Hier zijn twee verschillende stoffen die niet mengen, dus kan er ook geen convecsie plaatsvinden tussen beide stoffen Dat werkt in principe hetzelfde bij de mantel en de korst. van de aarde

Conclusie

In een vaas is het makkelijker aan te geven waar precies de opwaartse stroming, neerwaartse stroming en horizontale stroming is. Als links de opwaartse stroming is is recht de neerwaartse stroming en omgekeerd. De horizontale stroming zit boven en onder, want anders zou het water niet van plaats kunnen verwisselen. Dit komt doordat aan een kant van het glas het water warmer wordt waardoor de dichtheid kleiner wordt, dit verschil is niet groot maar het is wel te zien. Het water met een lagere dichtheid gaat omhoog en dan koelt het bovenin af waardoor het weer omlaag gaat, zo krijg je een circulatie. Maar als je een andere stof erbovenop legt die niet mengt, zoals in dit geval olie, dan word de convectie beperkt tot een stof. In ons geval het water. Dit zie je ook terug in de aarde met de aardmantel en de aardkorst, deze mengen ook niet.

 

Soortelijke weerstand van een bodem

Bij elektrische weerstandsmetingen wordt de schijnbare weerstand gemeten tussen een aantal elektroden. In dit experiment ga je kijken of dat ook lukt op een kleine schaal. 

Onderzoeksvraag:

Is de weerstand van diverse soorten bodems klein genoeg om dar betrouwbare metingen aan te kunnen doen?

Benodigdheden:

Spanningsbron (6V, gelijkspanning) met twee elektroden; stroommeter; spanningsmeter met twee meetelektroden; vierkante bak; verschillende soorten bodem: droog zand, nat zand, tuinaarde klei en/of ander bodemsoorten.

 

Uitvoering:

• vul de bak met droog zand.
• zet de elektroden van de spanningsbron in het zand, aan twee tegenoverliggende uiteinden van de bak. Schakel de stroommeter tussen de spanningsbron en een van de twee elektroden.
• Geef op een rechte lijn tussen de twee elektroden tien punten aan op gelijke afstand van elkaar.
• Zet twee meetelektroden op de buitenste punten in het zand en meet de spanning.
• verplaats de meetelektroden naar de volgende twee punten. Meet nu het spanningsverschil tussen deze twee punten,
• Herhaal dit totdat je bij de twee middelste punten bent. Je hebt dan in totaal zes metingen gedaan.
• Doe dit bij elke bodemsoort.

Verwerking:

1. Bij welke bodemsoort is de spanning tussen de twee buitenste punten het grootst?

 

Bij klei is de spanning tussen de twee buitenste punten het grootst.

2. Bij welke bodemsoort is de spanning tussen de twee binnenste punten het grootst?

 

Bij klei is de spanning het grootst tussen de twee binnenste punten.

3. Welke bodem heeft de laagste soortelijke weerstand?

 

Klei geleid van alle typen grond en is daarmee dus het beste en heeft de laagste soortelijke weerstand.

 

4. Waren er bodems waar het niet lukte om de spanning te meten?

 

Wij hebben de uitslagen van de proeven over moeten nemen van een ander groepje, omdat de TOA geen tijd had voor deze proef. Deze vraag is dus niet te beantwoorden.

5. Hebben de grafieken voor de verschillende soorten bodems dezelfde vorm?

Er zijn overeenkomsten. Hoe groter de afstand tussen punten, hoe hoger de spanning. Echter is de richtingscoëfficiënt in de grafiek zeker niet hetzelfde. De steilheid van de grafiek varieert dus.

Conclusie:

zoals in de grafiek hieronder te zien is heb je bij alle punten een uitkomst. Echter zijn de uitkomsten bij droog zand heel klein. Daar kan het niet in V uitgedrukt worden maar in mV. Dus om een concreet antwoord te geven, ja