Bevægelsesmængde (Impuls) med Motion Encoder System og kraftsonde.

Formålet med  øvelsen er at eftervise bevægelsesmængdesætningen:

Idet      (1)           og

(2)

er dette det samme som at vise, at den samlede ændring i bevægelsesmængde  er lig arealet under (t,F)  grafen . Her er F kraften målt i Newton og t er tiden.

Apparatur og opstilling:

Der benyttes Vernier Motion Encoder System med kort skinne.

En vogn, med  en optisk modtager og en infrarød (IR) sender ( Motion Encoder cart , med AAA batterier) (NB uden magneter, de forstyrrer kraftsensoren), En modtager (Motion Encoder Receiver), Motion Encoder Reciveren sættes fast til skinnen, i den en ende, i den anden  ende ved skinnen stilles en kraftsensor ( Dual Range Force sensor) på et stativ. En 0.5 m lang elastik forbundet mellem vognen og kraftsensoren,

Ohaus Vægt 2000g, to lodder med stænger til at påmontere vognen.

MiniLabQuest. Computer med LoggerPro.

Opstillingen er vist på figurerne:

Bestem massen af vognen  uden lodder M=

Start med at fastgøre et lod på vognen, vej loddet med stang.

Kraftsonden  forbindes til CH1 og den spændes til et stativ, læg evt et par 5kg lodder på stativet så det ikke rokker.

Motion Encorder Reciveren forbindes med Dig 1 indgangen.

LabQuesten sætter selv op til sensorerne.

Nulstil kraftsesoren : Vælg:Experiment, Zero, Dual Range Force.
Tænd for vognen.

Vælg blot kør eller

Gør evt klar til dataopsamlingen: Vælg Experiment, Data Collection,

Vælg nu passende intervaller  f.eks.  Rate 100 Samles/s, Length  3 sek

Vognen stilles så elastikken er slap, prøvekør forsøget,  der er en form for horisontalt bungee jump,  Giv vognen et skub,  så elastikken strammes, og vognen ændrer retning.  Find ud af hvordan I skal skubbe vognen , den skal bevæge sig et stykke efter at elastikken er strammet også.

Tast på pilen  for at starte dataopsamlingen. Undersøg graferne for at se om de er brugbare. Tid-Kraft-grafen skal være bobleformet.

Når du har nogle pæne grafer, skal de analyseres.
For at teste

og   skal du have hastighederne lige før og lige efter (boblen) impulsen.

Se på hastighedsgrafen. Grafen aftager da i starten, det nederste punkt er hastigheden lige inden elastikken strammes, benyt trace til at finde y- værdien , altså hastigheden i dette punkt     ( der hvor grafen vender nede)

Der hvor hastighedsgrafen vender oppe, er der hvor vognen har størst hastighed væk fra Motion Encoder Reciveren. Noter denne y-værdi, det er hastigheden efter

Vi skal nu finde arealet under tid-kraft grafen.

Vælg  ANALYZE , integral.

Du skal nu placere den ene markør lige inden (boblen) impulsen begynder, nede ved nul lige til venstre for der hvor kraften begynder at stige.

Placer den anden markør på højre side af grafen der hvor impulsen stopper. Logger Pro giver os nu værdien af integralet af tid- kraft grafen  (=arealet under grafen)

Noter værdien af dette integrale

Gentag forsøget med forskellige masser af vognen ( to lodder på, uden lodder på )

Gentag forsøget hvor elastikken ligger dobbelt.

udregn  og sammenlign med bevægelsesmængdeændringen udregnes ved arealet under grafen.

Udfyld følgende skema, M er massen af vogn uden lodder  m er massen af lodderne på vognen:

M=                                                                                                                                          %

Forsøg

m/kg

ufør/m/s

vefter /m/s

p1/Ns

p2 /Ns

Dp/Ns

A/Ns

(A-Dp)/A

1

0

2

3

To elastikker

M=                                                                                                                                            %

Forsøg

m/kg

ufør/m/s

vefter /m/s

p1/Ns

p2 /Ns

Dp/Ns

A/Ns

(A-Dp)/A

1

0

2

3

Husk at slukke for vognen.

Forklar hvilke fejlkilder der er ved forsøget.

EH 18-05-2015