Lodret kast

Lodret kast

Formålet med øvelsen er at eftervise bevægelsesligningerne for et lodret kast.

Til øvelsen skal man benytte en basketball, en lommeregner (f.eks.TI-82, TI-83 eller TI-89), en CBL, en bevægelsesdetektor og en spand til at beskytte sonden mod faldet. Desuden skal man benytte programmet PHYSICS, der består at en del små programmer, disse kan downloades fra en computer i fysik.

Arbejdsgang skitse

Start med at opsamle data for strækning og hastighed under boldens bevægelse op og ned.
Analyser (tid, strækning) og (tid, hastighed) graferne.
Lav kvadratisk regression på (tid, strækning) grafen, og lineær regression på (tid, hastighed) grafen.
Bestem tyngdeaccelerationen ud fra de to regressionsligninger.

Arbejdsgang i detaljer

Placer bevægelses-detectoren i spanden .
Forbind bevægelses-detektoren med SONIC indgangen på CBL’en. Forbind CBL’en og lommeregneren med det sorte linkkabel. Husk at trykke det godt ind.
Tænd for CBL’en og lommeregneren. Start PHYSICS programmet og fortsæt til MAIN MENUEN.
Klargør lommeregneren og CBL’en til bevægelsesdetektoren.

Vælg SET UP PROBES fra MAIN MENUEN.
Vælg ONE som " number of probes".
Vælg MOTION fra SELECT PROBE menuen.

5. Klargør lommeregneren og CBL’en til dataopsamling.

Vælg COLLECT DATA fra MAIN MENUEN.
Vælg TIME GRAPH fra DATA COLLECTION menuen.
Tast "0.05" som " time between samples in seconds".
Tast "80" som " number of samples".
Tast , og vælg USE TIME SETUP for at fortsætte.

(Bemærk: hvis du vil ændre sampletiden eller antallet af samplinger skal du vælge MODIFY SETUP).

Nu skal du kaste bolden lodret op ca 1 meter lige over bevægelsesdetektoren og lade den falde lige ned igen , den skal stoppes af spanden, således at den ikke rammer detektoren. Benyt to hænder. Pas på at hænderne ikke er over bevægelsesdetektoren under faldet . Øv dig et par gange . Når du er klar skal du taste for at starte dataopsamlingen. Du vil høre en klikkende lyd fra bevægelsesdetektoren.
Tiden er nu gemt I L1, strækningen i L4, hastigheden i L5 og accelerationen i L6.
Tast for at komme til SELECT GRAPH menuen. Vælg DISTANCE grafen.
Undersøg (tid , strækning) grafen. Gentag forsøget hvis grafen ikke er pæn. (spørg evt. din lære). Hvis du skal gentage forsøget kommer du tilbage ved at taste , Next og YES.

Hvis du vil se de andre grafer tast

, Next, No. . Du kan finde hastigheds grafen ved at taste

for at komme til SELECT GRAPH menuen, vælg da VELOCITY . Data Tabel

Regressions resultater:	A	B	C
strækning (Ax² + Bx + C)
hastighed (Ax + B)

Analyse

Vent med at printe dine grafer ud til du har lavet regression på dem. Det er vigtigt at du vælger et pænt udsnit ud fra grafen inden du foretager regression.

Undersøg (tid, strækning) grafen for at finde det udsnit hvor bevægelsen er pæn.

Bevægelsesligningen for et frit fald er y = v₀t + ½ gt², hvor y er strækningen fra nulpunktet, v₀ er begyndelseshastigheden, t er tiden, og g er tyngdeacceleration (9.82 m/s²). Dette er ligningen for en parabel og vi skal derfor lave en kvadratisk regression. Start med at fjerne data der slet ikke passer med en parabel.

Tast , Next, No for at komme til MAIN MENUEN.

Vælg ANALYZE fra MAIN MENUEN.
Vælg SELECT REGION fra ANALYZE MENUEN.
Vælg DISTANCE fra SELECT GRAPH menuen.
Vælg lower bound I den venstre side af afsnittet med frit fald.
Tast .
Vælg upper bound I den højre side af afsnittet med frit fald.
Tast .
Vælg DISTANCE fra SELECT GRAPH menuen. Du vil nu kun se det valgte udsnit.

Nu skal du foretage regressionen på (tid , strækning) grafen.

Tast .
Du kommer nu til MAIN MENUEN, Tast NEXT.
Vælg ANALYZE fra MAIN MENUEN.
Vælg CURVE FIT fra ANALYZE MENUEN.
Vælg QUAD L1, L4 fra CURVE FIT menuen.
Noter a,b og c i Data Tabellen.
Tast

for at se den fittede graf sammen med dine data, placer trace på toppunktet og print grafen ud.

Sammenlign koefficienten til x² med ½ g.
(tid, hastighed)s grafen burde være lineær under et frit fald.

Tast .
Du kommer nu til MAIN MENUEN.
Vælg ANALYZE fra MAIN MENUEN.
Vælg CURVE FIT fra ANALYZE MENUEN.
Vælg LINEAR L1, L5 fra CURVE FIT menuen.
Noter a og b I Data Tabellen.
Tast

for at se den fittede graf sammen med dine data, placer trace der hvor grafen skærer tids-aksen.

Sammenlign koefficienten til x med værdien af g.
Print grafen ud.
Find evt. fejlkilder og usikkerhed.