Diverse onderzoeksideeën

In onderstaande tabel staan diverse onderzoeksideeën vermeld die uitermate geschikt zijn voor een nadere inspectie in het kader van bijvoorbeeld een praktische opdracht (natuurkunde) en/of een profielwerkstuk.

1. Afkoeling
Bepaal door middel van een experiment hoe de warmte-afgifte van een vloeistof (bijvoorbeeld water, maar ook andere vloeistoffen zijn interessant) afhangt van de omgevingstemperatuur.
Dit onderwerp is uitstekend te combineren met onderwerp 2 (onderstaand). Gebruik maken van Coach is een vereiste. Enige inventiviteit wat betreft het ontwikkelen van een meetopstelling is noodzakelijk.
 
2. Afkoelingskromme
Bepaal door middel van experimenten de formule die het verband aangeeft tussen de temperatuur en de tijd van afkoeling bij één of meerdere vloeistoffen.
Dit onderwerp is uitstekend te combineren met onderwerp 1 (bovenstaand). Gebruik maken van Coach is een vereiste. Een goed wiskundig inzicht en het goed kunnen gebruiken (of bereid zijn je er in te verdiepen) van wiskundige programma's (Excel, Origin, XL-plot, enz.) is handig.
 
3. Rollende bal
Bepaal hoe de tijd die een bal nodig heeft om van een helling af te rollen afhangt van grootheden als de massa van de bal, de grootte van de bal, de hellingshoek, enz. Onderzoek ook het bewegingstype van de bal.
Theoretisch is dit onderzoek niet erg lastig. Meerdere experimenten zijn echter wel een vereiste voor een goed onderbouwde conclusie. Het gebruik van Coach videometen geeft een nauwkeurig resultaat.
 
4. Verband tussen het vermogen van een batterij en de temperatuur
Bepaal hoe het door een batterij (of accu) afgegeven vermogen afhangt van de temperatuur van de omgeving waarin de batterij (of accu) zich bevindt.
Enige inventiviteit wat betreft het ontwikkelen van een meetopstelling is bij dit onderzoek een vereiste. Onderzoek aan meerdere typen batterijen is vooral interessant omdat daarmee het verband met meer maatschappelijk zaken (consumentenonderzoek) gelegd kan worden.
 
5. Bepaling van de tralieconstante
Bepaal de tralieconstante door op verschillende plaatsen achter een tralie de ligging van de maxima (en minima) te bepalen. De tralieconstante kan uit de experimenten berekend worden.
Dit experiment is redelijk standaard en zal daarom op een originele wijze moeten worden aangepakt. Het gebruik van Coach is daarbij zeer aan te bevelen. Havisten zullen zich moeten verdiepen in een hoeveelheid nieuwe (en abstracte) natuurkundestof.
 
6. Akoestische gitaar
Bepaal het verband tussen de uitdemptijd (de tijd waarin het geproduceerde geluidsniveau afneemt tot een vooraf vastgestelde waarde) van een gitaarsnaar ten opzicht van andere grootheden die van belang zijn bij een snaar (dikte, frequentie, spankracht, enz.).
Gebruik van Coach is bij dit onderzoek een vereiste. De definiëring van de uitdemptijd dient nauwkeurig plaats te vinden en volgens de bestaande richtlijnen. Het aantal experimenten dat gedaan moet worden is aanzienlijk, waarbij het houden van goed overzicht belangrijk is.
 
7. Demping van geluid
Bepaal hoe de demping van geluid afhangt van de tussenstof waardoor het geluid zich verplaatst. Hierbij kan met name gedacht worden aan stoffen die worden toegepast voor geluidsisolatie.
Op praktische gebied is dit een experiment dat goed te doen is. Theoretisch is het onderwerp wellicht wat lastiger. Zorg er wel voor dat er verbanden worden gelegd met de maatschappelijk kant van dit onderwerp, d.w.z. geluidsoverlast.
 
8. Discuswerpen
Onderzoek de beweging die gemaakt wordt bij discuswerpen. Onderzoek bijvoorbeeld het verband tussen de hoek waaronder de discus wordt weggegooid en de bereikte afstand, maar ook andere verbanden zijn aan een nadere inspectie te onderwerpen.
Het gebruik van Coach videometen is bij dit onderzoek een vereiste. Er moet nauwkeurig gewerkt worden, maar het zal in de praktijk lastig worden om goede meetresultaten te verzamelen. Enig geduld en doorzettingsvermogen is daarbij wenselijk. De theorie die aan dit experiment gekoppeld is, is lastig maar goed te begrijpen.
 
9. Geluidssnelheid
Bedenk een meetmethode waarmee de geluidssnelheid bepaald kan worden onder normale omstandigheden, d,w.z. een standaard luchtdruk en kamertemperatuur.
Experimenteel is dit een lastig onderzoek. Bij een goede voortgang kan ook de geluidssnelheid bepaald worden bij andere omstandigheden dan de standaardomstandigheden of in andere tussenstoffen dan lucht. Er bestaan meerdere methoden waarmee dit onderzoek benaderd kan worden.
 
10. Karakteristiek van een elektromotor
Bepaal het verband tussen de belasting van een elektromotor en het geleverde vermogen van de motor. Eventueel bestaan de mogelijkheid om meerdere elektromotoren met elkaar te vergelijken.
Op praktisch gebied is dit experiment goed te doen. De vergelijking van verschillende typen elektro-motoren biedt meer diepgang aan het onderzoek. Enige inventiviteit m.b.t. de ontwikkeling van een meetopstelling is een vereiste.
 
11. Lichtgevoelige weerstand
Bepaal het verband tussen de weerstand van een LDR (Light Dependent Resistor) en de frequentie (of golflengte) van het opvallende licht. Ontwerp na ijking eventueel een lichtsensor, gebruik makend van deze LDR.
Proef is bewerkelijker dan hij hier beschreven lijkt, als ook wordt bepaald hoe groot de golflengte is van het gebruikte licht. Verder is dit experiment goed te doen. Voornamelijk geschikt voor vwo, havisten zullen bereid moeten zijn zich in een hoeveelheid nieuwe natuurkundestof te verdiepen.
 
12. Aandrijfschroef
Bestudeer door middel van experimenten de werking van een aandrijfschroef van een motorboot. Probeer na deze analyse en uitgevoerde metingen de schroef te optimaliseren en hiertoe aanbevelingen te doen.
Experimenteel is dit een buitengewoon lastig onderwerp. Er kan gekeken worden naar het oppervlak van de schroefbladen en/of de hoek waaronder deze bladen gepositioneerd zijn. Nauwkeurig werken en technisch inzicht zijn een vereiste.
 
13. Vislijn
Bedenk een aantal experimenten waarmee factoren die de rek van een vislijn bepalen, bestudeerd kunnen worden. Denk hierbij bijvoorbeeld aan grootheden als de de dikte, de lengte en de temperatuur.
Dit is een redelijk eenvoudig experiment waarbij de diepgang dan ook goed bewaakt moet worden. Zéér nauwkeurige metingen zijn een absoluut vereiste. Deze proef wordt pas goedgekeurd na overleg van een duidelijke proefomschrijving (i.v.m. de diepgang).
 
14. Zonnecel
Onderzoek de optimalisering van een zonnecel. Hierbij kan gedacht worden aan factoren als de hoek waaronder het licht invalt, het oppervlak van de zonnecel en de frequentie van het opvallende licht.
Dit onderzoek kan bestaan uit een aantal kleinere experimenten. Het houden van een goed overzicht is hierbij van groot belang om tot een uiteindelijk goede conclusie te komen. Het leggen van een link naar de actualiteit (schone energiebronnen i.k.v. duurzame ontwikkeling) is wel wenselijk.
 
15. Middelpuntzoekende kracht
Onderzoek hoe de hellingshoek van een fietser, wanneer deze door een bocht rijdt, afhangt van de snelheid van de fietser, de massa van de fietser en de kromtestraal van de bocht.
Bij dit experiment komt theorie aan bod die hoort bij het programma natuurkunde-2. Deze stof is goed te begrijpen, maar moet uiteraard wel bestudeerd worden. In principe gaat het in dit onderzoek om de analyse van foto's (of filmpjes), waarbij het gebruik van een digitale camera zeer aan te bevelen is.
 
16. Dynamo
Onderzoek wat het rendement is van een fietsdynamo. Beschouw hierbij ook methoden waarmee dit rendement eventueel verbeterd kan worden. Vergelijk eventueel ook diverse typen dynamo's.
In dit onderzoek gaat het om de vergelijking van de aan de dynamo toegevoerde energie met de door de dynamo geleverde elektrische energie. Het spreekt voor zich dat ook de werking van de dynamo bestudeerd dient te worden, waarbij theorie aan bod komt horend in het programma natuurkunde-2.
 
17. Elektrische geleiding in vloeistoffen
Onderzoek het elektrische geleidingsvermogen in verschillende vloeistoffen. Hierbij kan bijvoorbeeld het verband worden onderzocht met veranderingen in temperatuur en/of de zoutconcentratie.
Praktisch is dit experiment goed te doen. Nauwkeurig werken is echter wel een vereiste. Enige inventiviteit met betrekking tot de factoren waarvan de elektrische geleidbaarheid afhangt is wenselijk. Het spreekt voor zich dat ook de theorie bestudeerd moet worden.
 
18. Energiebehoud bij botsingen
Onderzoek in hoeverre de wet van behoud van energie geldig is bij twee (of meer) botsende voorwerpen. Hierbij kunnen zowel elastische als inelastische botsingen bekeken worden.
Bij botsingen wordt vaak gebruik gemaakt van twee behoudswetten, de wet van behoud van impuls en de wet van behoud van energie. Hoewel deze theorie hoort in het programma natuurkunde-2 is hij goed te begrijpen. In dit experiment is Coach videometen een wenselijk hulpmiddel.
 
19. Geluidsdoorgave
In dit onderzoek wordt onderzocht hoe de intensiteit van geluid wordt afgezwakt door een tussenstof (isolatie). Het onderzoek richt zich daarbij op verschillende materialen en verschillende frequenties.
Experimenteel is dit een best lastig onderwerp. Enige inventiviteit voor wat betreft de ontwikkeling van een proefopstelling is dus zeer welkom. Ook op theoretisch vlak is dit onderwerp niet bepaald eenvoudig. daarnaast is het zeer wenselijk een verband te leggen met de maatschappelijke kant (geluidsoverlast) van dit onderwerp.
 
20. Afhankelijkheid tussen golfsnelheid en waterdiepte
In dit experiment wordt onderzocht hoe de golfsnelheid van watergolven afhangt van de waterdiepte. Er kan vervolgens een link worden gelegd met de optica (lichtgolven).
Experimenteel is dit onderzoek goed te doen, maar er dient goed gelet te worden op de nauwkeurig-heid van de meetresultaten. Het gebruik van een digitale camera en/of Coach videometen is hierbij uiterst handig. Het maken van een koppeling met de optica zorgt voor een grotere diepgang.
 
21. Grenshoek van een zoutwater-oplossing
In dit experiment wordt de grenshoek bepaald van (zout) water. Het wijzigen van de zoutconcentratie in het water zal een variatie in de grenshoek tot gevolg hebben.
Zeer bewerkelijk experiment waarbij veel geduld nodig is voor het verkrijgen van een niet al te groot aantal meetresultaten. De bijbehorende theorie (optica) is niet moeilijk. Het verzamelen van zéér nauwkeurige meetresultaten is echter wel een vereiste.
 
22. Speelgoedautootje
In dit onderzoek wordt de relatie bepaald tussen de opgeslagen veerenergie in een opwindautootje en de afstand die het autootje af kan leggen op een horizontaal vlak en/of tegen een helling op. Ook kan de (maximale) snelheid van het autootje bepaald worden.
Een nauwkeurige vastlegging van de beweging van het autootje is in dit onderzoek erg belangrijk. Hierbij kan gedacht worden ene het gebruik van een afstandssensor (CBR) en/of Coach videometen. Op theoretisch vlak is dit onderzoek goed te overzien.
 
23. Looping
Onderzoek hoe een speelgoedautootje in staat is zich door een looping te bewegen. Bekijk hiertoe de minimale energie die het autootje nodig heeft om de looping te doorlopen.
Een nauwkeurige vastlegging van de beweging van het autootje is in dit onderzoek erg belangrijk. Hierbij kan gedacht worden ene het gebruik van een afstandssensor (CBR) en/of Coach videometen. Op theoretisch vlak is dit onderzoek goed te overzien, maar er zal nieuwe theorie bestudeerd moeten worden.
 
24. Luchtbellen in een vloeistof
In dit experiment wordt onderzocht hoe de snelheid van opstijgende luchtbellen bepaald kan worden in verschillende vloeistoffen. Uiteindelijk kan de viscositiet van de betreffende vloeistof berekend worden.
Voor dit experiment moeten nogal wat materialen verzameld worden. Belangrijk hierbij is het makkelijk kunnen krijgen van redelijk grote hoeveelheden van de gebruikte vloeistoffen. Viscositeit is een bijzonder lastig onderwerp binnen de natuurkunde.
 
25. Luchtweerstand
Onderzoek waarmee de afhankelijkheid bepaald kan worden tussen de vorm van een voorwerp en de luchtweerstand die het voorwerp ondervindt (bij een constante snelheid).
In dit onderzoek is het nauwkeurig vastleggen van de beweging erg belangrijk. Het gebruik van bijvoorbeeld een afstandssensor (CBR) en/of Coach videometen is zeer aan te bevelen. Er kan ook worden gedacht aan een valbeweging waarbij op een gegeven ogenblik een constante snelheid optreedt bij voldoende luchtweerstand. Theoretisch is dit onderzoek goed te overzien.
 
26. Rendement van een windmolen
Onderzoek diverse aspecten van een windmolen. Hierbij kan gedacht worden aan het aantal bladen en de vorm van de bladen. Uiteindelijk vorm het rendement van de windmolen het uitgangspunt.
Dit experiment richt zich op het bepalen van de energie die in de windmolen wordt gestopt in vergelijking tot de elektrische energie die de windmolen produceert. Deze elektrische energie ontstaat door de rotatie van een dynamo. Koppeling aan de actualiteit (duurzame energie) is zeer wenselijk. Experimenteel is dit onderzoek erg lastig. Technisch inzicht is een absoluut vereiste.
 
27. Ballon
Bedenk een experiment waarmee onderzocht kan worden hoe de stijgkracht van een (hete lucht) ballon afhangt van de temperatuur van de lucht en de omgevingstemperatuur en voer dit experiment uit.
Experimenteel is dit een erg lastig onderzoek, maar ook theoretisch valt dit zeker niet mee. Bij een mogelijke beweging van de ballon is het nauwkeurig vastleggen van de beweging erg belangrijk. Gebruik maken van een afstandssensor (CBR) en/of Coach videometen is dan aan te bevelen.
 
28. Valversnelling
Dit onderzoek kan bestaan uit diverse deelonderzoeken. Het doel van deze deelonderzoeken is de bepaling van de valversnelling met behulp van diverse meetmethoden en dientengevolge met een diverse meetonnauwkeurigheid.
De verschillende meetmethoden kunnen met elkaar vergeleken worden. Het streven naar een zo groot mogelijke nauwkeurigheid is echter essentieel in dit onderzoek. Een uitgebreide analyse van de meetfouten is daarvoor noodzakelijk.
 
29. Onderzoek aan een LDR
In dit onderzoek wordt een LDR (lichtafhankelijke weerstand) aan een nadere inspectie onderworpen. Grootheden die invloed kunnen hebben op de weerstandswaarde van de LDR zijn de lichtsterkte en de frequentie (of golflengte) van het opvallende licht.
Dit onderzoek is op te delen in een aantal deelonderzoeken die er uiteindelijk toe moeten leiden dat er meer inzicht ontstaat over de betreffende LDR. Daarnaast kunnen verschillende typen LDR's beschouwd worden.
 
30. Bepaling van het vermogen van een speelgoedtrein
Bedenk een meetmethode waarmee het vermogen van een speelgoedtrein bepaald kan worden. Vervolgens kan bijvoorbeeld onderzocht worden hoe dit vermogen afhangt van de massa van de trein.
Voor dit onderzoek bestaat niet direct een pasklare meetmethode. Enige inventiviteit voor het ontwikkelen van zo'n methode is zeer welkom. Theoretisch is dit onderwerp wel te overzien (klassieke mechanica en elektriciteitsleer). Voor een speelgoedtrein moet zelf worden gezorgd.
 
31. Bepaling van het vermogen van een speelgoedautootje
Bedenk een meetmethode waarmee het vermogen van een speelgoedautootje bepaald kan worden. Vervolgens kan bijvoorbeeld onderzocht worden hoe dit vermogen afhangt van de massa van de auto.
Voor dit onderzoek bestaat niet direct een pasklare meetmethode. Enige inventiviteit voor het ontwikkelen van zo'n methode is zeer welkom. Theoretisch is dit onderwerp wel te overzien (klassieke mechanica en mogelijk elektriciteitsleer). Voor een speelgoedautootje moet zelf worden gezorgd.
 
32. Voortplantingssnelheid van geluid
Bedenk een experiment waarmee de geluidssnelheid bepaald kan worden. Als tussenstof voor het geluid kan gekozen worden voor een vaste stof (, eventueel een vloeistof) of een gas (hierbij kan gelet worden op de afhankelijkheid met de luchtdruk).
Experimenteel is dit een moeilijk onderwerp. Gebruik van Coach "meten en analyseren" is een vereiste om tot goede resultaten te komen. De geluidssnelheid in een vaste stof heeft een aanzienlijke waarde (in een gas overigens ook) waardoor de te meten tijdsintervallen gering zijn.
 
33. Warmtegeleiding
In dit experiment wordt bepaald wat het tempo is waarmee warmte zich door een vaste stof beweegt. Daarbij kan de tussenstof gewijzigd worden wat betreft materiaal (dichtheid) en/of diameter.
In dit onderzoek is het zeer nauwkeurig bepalen van de temperatuur van groot belang. Gebruik maken van temperatuursensoren (met een kleine reactietijd) of thermokoppels is hierbij vereist. Er bestaat bijvoorbeeld de mogelijkheid om zelf een (gevoelige) temperatuursensor te ontwikkelen met behulp van een NTC-weerstand.
 
34. Waterrad
In dit onderzoek wordt eerst een waterrad geconstrueerd. Vervolgens kan het elektrisch vermogen van het waterrad bepaald worden. Ook het rendement van het waterrad verdient een nadere inspectie.
Experimenteel is dit een erg lastig onderwerp, het ontwikkelen en bouwen van een waterrad is zeker niet eenvoudig. De elektrische energie kan gegenereerd worden met behulp van een dynamo. Ook de werking van een dynamo dient hiertoe bestudeerd te worden.
 
35. Zonnecollector
Een zonnecollector is een object waarmee warm water geproduceerd kan worden door gebruik te maken van zonnewarmte. In het onderzoek wordt eerst een model van een zonnecollector ontworpen en gebouwd. Vervolgens wordt dit model aan diverse tests onderworpen om tot optimalisering te komen.
Enige handigheid is bij dit onderzoek een vereiste, in verband met het bouwproces van de collector. Het idee is dat de hoeveelheid warmte bepaald wordt die in de zonnecollector gebracht wordt (de zonnewarmte) en dat vervolgens bepaald wordt hoe groot de hoeveelheid warmte is die door het water in de collector is opgenomen. Op deze manier is het rendement eenvoudig te berekenen.
 
36. Broeikaseffect
In een broeikas heerst altijd een hogere temperatuur dan vlak buiten de broeikas. Dit broeikaseffect kan gesimuleerd worden met behulp van een model (kleine glazen ruimte). Diverse aspecten die het broeikaseffect kunnen beďnvloeden kunnen vervolgens worden onderzocht.
Het spreekt voor zich dat dit onderwerp sterk gerelateerd is aan de actualiteit. Deze actualiteit mag dan ook zeker niet genegeerd worden. Temperatuurmetingen dienen zeer nauwkeurig plaats te vinden door gebruik te maken van Coach "meten en analyseren" of de grafische rekenmachine.
 
37. Lenzenonderzoek
In dit onderzoek worden een aantal meetmethoden bedacht waarmee bepaalde eigenschappen van lenzen bepaald kunnen worden. Deze eigenschappen dienen qua diepgang net iets verder te gaan dan de, algemeen bekende, gangbare eigenschappen (bijvoorbeeld brandpuntsafstand en lenssterkte).
Experimenteel is dit een buitengewoon lastig onderwerp, maar ook theoretisch komt er aardig wat bij kijken. Het uivoeren van zeer nauwkeurige metingen is een absoluut vereiste. In literatuur staat extra informatie weergegeven betreffende dit onderwerp (o.a. verslag van Melsen-prijs).
 
38. Frequentie-analyse
Met behulp van een wiskundige methode die men Fourier-analyse noemt kan vast worden gesteld welke tonen (frequenties) zich in een klank bevinden. Het idee hierachter is het gegeven dat elke (niet-harmonische) trilling opgebouwd kan worden gedacht uit een aantal harmonische trillingen.
Enige muzikaliteit is bij dit onderwerp zeer welkom. Er moet goed worden ingeschat hoe de klankkleur van een muziekinstrument kan worden omschreven en hoe dit vervolgens gekoppeld kan worden aan het gemeten frequentiespectrum. Dit spectrum wordt bepaald met Coach "meten en analyseren".
 
39. Frequentie-analyse van de didgeridoo
In dit onderzoek wordt onderzoek gedaan naar de toon/tonen die worden voortgebracht met een didgeridoo (Australisch blaasinstrument). In het hiervoor te verkrijgen frequentiespectrum kan worden bekeken van welke grondtoon en welke mogelijke boventonen er sprake is.
Frequentiespectra kunnen bepaald worden met behulp van Coach "meten en analyseren". Diverse aspecten van de didgeridoo kunnen gewijzigd worden, zoals de dikte en de lengte van de buis. Wel moet de bereidheid bestaan zich de techniek van het didgeridoo-spelen eigen te maken.
 
40. Colorimeter
In dit onderzoek staat het bouwen van een apparaat waarmee metingen kunnen worden verricht aan de lichtdoorlaatbaarheid van vloeistoffen (een colorimeter) in eerste instantie centraal. Met het ontworpen apparaat kunnen vervolgens metingen worden verricht.
Een bouwtekening van een colorimeter is beschikbaar. Het bouwen van dit apparaat vergt enige handigheid en de bereidheid aan de slag te gaan met elektronica. Alleen het bouwen van de colori-meter is onvoldoende. Het apparaat zal ook getest moeten worden en er moeten metingen mee worden uitgevoerd.
 
41. Elektrische gitaar
In dit onderzoek wordt een (deel van een) elektrische gitaar gebouwd. Hierbij gaat het met name om het (actieve) versterkingsdeel van de gitaar. Vervolgens kunnen aan deze opstelling metingen worden verricht. Hierbij gaat het om test metingen, maar ook om metingen ter verbetering van de gitaar.
Een bouwtekening van het, te bouwen, versterkingspaneel is beschikbaar. Het bouwen van dit apparaat vergt enige handigheid en de bereidheid aan de slag te gaan met elektronica. Alleen het bouwen van de gitaar is onvoldoende. Het apparaat zal ook getest moeten worden en er moeten metingen mee worden uitgevoerd.
 
42. Een eigen idee......
......




 

 

Terug