Showdefysica demo 45, Een instabiel moment?

29 november • Leo te Brinke • Leo te Brinke

Een ‘momentenschijf’ is een draaibare schijf met gaatjes waaraan met behulp van pinnetjes gewichtjes kunnen worden gehangen. Met zo'n momentenschijf kun je snel de hefboomwet en -in fysische taal- de momentenwet laten zien. Deze demonstratie gaat ook in op het verschil in evenwicht tussen evenwichtsbalk en momentenschijf.    

Vorige Volgende

 

Met de momentenschijf in zijn simpelste vorm kun je de hefboomwet laten zien met slechts twee krachten. Maar het kan ook ingewikkelder.
Dan blijkt dat het voor het evenwicht niet uitmaakt als je de vertikaal geplaatste schijf een stukje draait. Alle armen worden immers in dezelfde verhouding kleiner.

Maar een evenwichtsbalkje met gaatjes, waarmee de leerlingen meestal practicum doen, gaat bij evenwicht vanzelf horizontaal staan. Draai je hem een beetje, dan draait hij terug. Hetzelfde geldt voor de (ouderwetse) tweearmige balans. Die werkt juist volgens het principe: zuiver horizontaal betekent evenwicht.

De momentenschijf blijft bij evenwicht in iedere stand stilstaan; het balkje gaat bij evenwicht horizontaal staan. Wat is dan het verschil?
Als de leerlingen het experiment zelf moeten doen is een uitgebreide instructie nodig en ontbreekt elke verrassing.

De beschrijving van deze demo staat in het boek Showdefysica.

 

Meer tips

Deze foto’s geven (hopelijk) nog een beter beeld van wat je allemaal kunt laten zien (en bespreken) tijdens de demonstratie.

  1 zo is hij in evenwicht

   2 zo ook…  3 zo ook…
  4 en ook als hij schuin staat 5 maar deze is alleen horizontaal in evenwicht   6 en deze opeens ook…

De hefboomwet is zeer geschikt om door leerlingen in de onderbouw zelf te laten ontdekken, in een practicum of met een klassikaal leergesprek. Daar kunnen verschillende formuleringen uit voortkomen, van intuïtief tot formeel natuurkundig. 

Aangehangen is een scenario voor een (klassikale) PEOE-aanpak bij het introduceren van de hefboomwet. 

45_scenario-voor-PEOE-aanpak-van-de-demo-Een-instabiel-moment-0.doc
Leswerk