Gravitatieconstante Bepalen
-
Wij zijn Melle en Gerben,
Ons profielwerkstuk gaat over de bepaling van de gravitatieconstante en hoe deze experimenteel bepaald kan worden. We hebben enig achtergrondonderzoek gedaan naar de opstelling voor het meten van deze natuurconstante en vonden de Torsiebalans. Nu was ons plan om deze na te bouwen (op schaal) en daarnaast zoeken wij een externe instantie waar wij nauwkeurige metingen kunnen doen (Bijvoorbeeld met een trillingvrije ruimte, voor nauwkeurigere resultaten) en ook zijn wij opzoek naar een instantie die ook een dergelijke opstelling heeft om de gravitatieconstante mee te kunnen bepalen, waardoor we kunnen vergelijken hoe nauwkeurig onze gevonden waarden daadwerkelijk zijn.
Ik hoop dat iemand van de TU Delft ons hierbij zou kunnen helpen. Ofwel dat jullie een dergelijke opstellingen hebben, ofwel dat er toevallig een andere externe instantie is, welke deze wel heeft, indien het bij de TU Delft niet mogelijk zou zijn.
Alvast bedankt voor de moeite en inzet,
Vr. Gr. Gerben en Melle -
@gerben Hi Melle en Gerben, Sorry voor mijn late antwoord!
Wij helpen je heel graag! Hebben jullie al een plan voor het nabouwen? Ik ben namelijk benieuwd of het op kleinere schaal maken van de opstelling niet gaat leiden tot meet onzekerheden. De gravitatie constanten van de ballen gaan dan omlaag, de kracht van de ballen op elkaar ook. Het meten van de hoek wordt dan denk ik ook moeilijker omdat de hoek dan kleiner is.
Hebben jullie hier al over nagedacht? Het hoeft niet te betekenen dat het geen goed idee is om uit te voeren, maar ben benieuwd wat jullie hier zelf over dachten en wat jullie docent vond van het op schaal maken.
De opstelling hebben wij niet op de TU, ik denk dat jullie het vergelijken beter kunnen doen met de bekende theoretische waarden. En jullie kunnen kijken naar het oorspronkelijke document dat Cavendish heeft geschreven? Cavendish voerde deze proef voor het eerst uit om de gravitatieconstante te meten.
Ik ben benieuwd!!
Groetjes Coco -
Coco Polderman Beste Coco,
Melle en ik hebben de afgelopen week nagedacht over de meetopstelling en het op schaal maken ervan. Ook hebben we dit met onze begeleider besproken. Echter, deze was van mening dat wij hier zelf een beslissing over moeten nemen en zelf moeten ondervinden wat de gevolgen hiervan zijn. Dus ons plan is om het in eerste instantie op schaal te maken, aangezien wij denken dat het niet erg veel moeilijker zal worden.
Wij hebben nog een aantal moeilijkheden waarvoor wij nog een oplossing moeten vinden. 1) We hebben een torsiedraad nodig die een tegenkracht kan leveren zodat de opstelling goed werkt. 2) We zoeken naar een manier om zo gunstig mogelijke omstandigheden te hebben (Denk aan: Vacuüm voor luchtstromen, (Zo goed als) trillingvrije ruimte). 3) Ook over de manier van meten en gegevens bepalen zijn wij nog over in discussie, hoe wij het beste onze metingen kunnen doen.
Zouden jullie ons met (enkele van) deze punten kunnen helpen. Daarnaast gaan wij ook nog verder op zoek om de originele opstelling te vinden. Het zou natuurlijk beter en leuker zijn om zelf het experiment uit te kunnen voeren met professionele materialen. Onze begeleider had het over de hbo lerarenopleiding natuurkunde van hem, waar ze deze opstelling mogelijk hebben staan.
Alvast heel erg bedankt,
Vr. Gr. Gerben en Melle -
Hoi @gerben,
Leuk om te horen dat jullie de torsiebalans echt op schaal gaan nabouwen! Om maar te beginnen met de torsiedraad: hoe een grote kracht denken jullie nodig te hebben om de opstelling te laten functioneren? Wij hebben helaas geen torsiedraad op de TU, maar gelukkig zijn er op internet voor vrij weinig geld torsieveren te verkrijgen. Maar als dit een te grote kracht levert, zou je kunnen kijken naar het materiaal dat vaak gebruikt wordt voor deze veren, waarschijnlijk een metaal en dit als metaaldraad aanschaffen.
Voor wat betreft de meetomstandigheden, volgens mij zijn er inderdaad trillingarme ruimtes aanwezig op de TU, dus dat zou ik even voor jullie moeten navragen. Maar hebben jullie er al aan gedacht om een keer na schooltijd te meten, er is dan waarschijnlijk niemand meer op school dus de trillingen zullen dan minimaal zijn. En een ruimte luchtdicht afsluiten moet ook wel mogelijk zijn, om de luchtstromen te beperken.
Ten slotte de manier van meten en gegevens bepalen, wat hadden jullie daarbij in gedachten? Wellicht dat ik daarbij dan met jullie mee kan denken!
Ik hoop dat ik jullie hier een beetje mee heb geholpen. Als jullie verder nog vragen hebben hoor ik het graag :)
Groetjes,
Lennard -
@lennardd Beste Lennard,
Onze welgemeende excuses voor de late reactie. Opeenstapeling van omstandigheden heeft ertoe geleid dat wij even niet de volle aandacht voor ons PWS hadden, en de externe instantie links hadden laten liggen.
Over de meetomstandigheden; Het is ons plan om aan het einde van de dag een lokaal op school te gaan gebruiken voor ons experiment. Met ramen en deuren dicht zou dat ook luchtstromen minimaliseren inderdaad. Als wij verder zijn en voor ronde 2 of 3 testen gaan doen zou het wellicht nog interessant zijn om een trilling arme ruimte te kunnen gebruiken. Weet u toevallig of dat bij de TU mogelijk is?
Over het meten en gegevens bepalen; Wij zijn van plan meerdere camera's te plaatsten rond de opstelling, waarvan één met een bovenaanzicht. En ook stippen en lijnen op de grond tapen, waardoor wij afstanden en hoeken makkelijker kunnen bepalen. Zou zo'n aanpak een goed idee zijn?
Alvast bedankt,
Vr. Gr. Gerben en Melle -
Hoi @gerben ,
Het meten met camera's is inderdaad een mooie en manier om hoeken en afstanden te bepalen! Het is voor het meten van hoeken alleen wel belangrijk dat de camera's loodrecht op de opstelling staan, omdat een scheve camera kan leiden tot een verkeerde inschatting van de hoek. Hetzelfde geld overigens voor de afstand van voorwerpen tot de camera, aangezien voorwerpen die verder weg staan van de camera kleiner zullen lijken dan voorwerpen die dichter bij de camera staan. Maar als ik zie hoe doordacht jullie te werk gaan, zullen jullie hier ook vast al rekening mee houden ;)
Binnen het Science Center hebben wij helaas geen trillingsarme ruimtes. Er zijn op de TU Delft wel gebouwen die trillingsarm zijn ontworpen, maar ik verwacht niet dat dit significante resultaten gaat opleveren voor jullie onderzoek. Ik kan het natuurlijk voor jullie navragen, maar ik denk niet dat het van toegevoegd waarde is. Dit wordt eigenlijk pas significant bij zeer nauwkeurige en professionele meetopstellingen en niet zozeer bij een opstelling waarbij met een camera hoeken en afstanden worden gemeten. Dit komt doordat de onzekerheid bij het bepalen van de hoeken en afstanden met behulp van een camera al een aantal procent zal zijn, waarschijnlijk veel groter dan de invloed van kleine trillingen op de opstelling.
De trillingen zullen de metingen de ene keer lichtjes hoger en de ander keer wat lager zullen doen uitvallen. Daarom is de beste manier om de trillingen weg te werken het doen van veel metingen en het nemen van het gemiddelde. Naarmate je meer metingen doet zullen de hoge uitschieters steeds de lage uitschieters compenseren en zul je de werkelijke waarde dus steeds dichter benaderen.
Ik hoop dat ik jullie vraag hiermee heb kunnen beantwoorden en als jullie verder nog vragen hebben hoor ik het graag!
Groetjes,
Lennard
