Ballongyngen i Tivoli eller Astrotest på Bakken med  LabQuest

1) Praktiske ting

1.1) Hvornår

1.2) Huskeliste

1.3) Hvad skal være i orden inden vi tager hjemmefra?

1.4) Forsøg

2)  Måling af centripetalacceleration med stopur

3) Måling med low-g accelerometer

Tivoli: Den Blå Safir / Ballongyngen

Bakken: Pariserhjulet/Astrotest

eller

Bakken: Vandrutchebanen

4) Måling med 3d accelerometer

Tivoli:Den Blå Safir/ Ballongyngen

Bakken: Pariserhjulet/Astrotest

1) Praktiske ting

1.1) Hvornår?

Tivoli har åbent fra midten af april til midten af september.

Ballongyngen, starter kl 14,

Den Blå Safir starter kl 11.30

1.2) Huskeliste:

LabQuest ( 5 stk),  Fuldt opladet.

Low g accelerometer,  kvadratiske, (3 stk)

3d accelerometer (2 stk)

Blok , Kuglepenne

Mobiltelefon ( Husk nummer på lærer)  så I kan tilkalde hjælp.

Hvis muligt : bærbar Computer ( fuldt opladet), Overgangskabel fra computer til LabQuest.

Accelerometrene skal både nulstilles og kalibreres. Øv jer i det hjemmefra.
Øv jer også i at gemme en fil.

1.4) Forsøg:

a)Ballongyngen (Mål med low-g, mål med stopur)

b)Ballongyngen (Mål med 3d, mål med stopur)

c)Den blå Safir (Mål med low-g, mål med stopur)

d)Den blå Safir (Mål med 3d, mål med stopur)

e) Vælg selv forlystelse f.eks:
Bakken: Vandrutchebanen

2.)  Måling af centripetalacceleration med stopur

Her skal du måle hvilke kræfter, der virker under en cirkelbevægelse.

Cirkelbevægelser og  centripetalacceleration.

Der gælder om farten i en cirkelbevægelse

,

hvis vi ikke havde centripetalkraften til at holde os i cirkelbevægelsen, så ville vi

forlade Galajen ud af en tangent med denne fart.

Der gælder om centripetalaccelerationen at

, den er rettet mod centrum

Der gælder Newtons 2 lov:

, hvor F her er  centripetalkraften. Den er også rettet mod centrum.

Længden af armene i Den Blå Safir er ca. 5,75m.

Længden af armene i Ballongyngen er 7,5  meter.

Mål omløbstiden for Ballongyngen/Denblå Safir.

3.) Den Blå Safir / Ballongyngen eller Pariserhjulet/Astrotest
med low-g accelerometer

Først skal sonden nulstilles

Vend accelerometret  i den bevægelsesretning som du vil opfatte som positiv.

Vælg Sensors, Zero, lowg accelerometer.

Nu skal sonden kalibreres

Vælg Sensors, Calibrate, Calibrate Now, lowg-accelerometer.

Hold low g-accelerometret vandret, indtast værdien ”0”, tast ”keep”

Hold low g- accelerometret med pilen opad, indtast værdien ”9.82”, tast ”keep”,

Tast ok for at vende tilbage til  hovedmenuen.

Vælg mode: Sæt Rate til 4 samples/sek  og Length til 120sek.

Tag LabQuesten en med op I Ballongyngen/ Den Blå Safir,

her skal accelerometret  holdes med pilen rettet opad

Dataopsamlingen begynder når du taster på pilen.

Husk at gemme jeres måletal.

Analyse af tallene (hjemme).

Jeres kalibrering gør at I skal korrigere for tyngdeaccelerationen.

Det kræver at I henter jeres måletal ind i Logger Pro.

Det sker automatisk når i åbner programmet.

Klik på ikonet med en ”søjle”  Showe hide databrowser.

Klik på  ”f(søjle)”  New Calculated column

Skriv Name :  a

Short name:  a

Equation:   Vælg  Variables (Columns )  “acceleration”  noter enhed.

Så der står      “acceleration” minus 9.82

Et frit fald vil give accelerationen a=0m/s2,

Jeres tal skal derfor korrigeres ved at trække -9.82m/s2 fra.

På jeres graf klikkes på navnet ”acceleration” på y-aksen, vælg nu ”a” i stedet

Betragt a(t) grafen , hvad er den største acceleration?

Hvad betyder det når accelerationen er positiv og negativ.

Sæt dine grafer ind i din journal

Vælg : Analyze, Statistics vælg område

Find min og max

Analyse af data videre.

Low-g accelerometret viser den lodrette komposant af accelerationen, når den holdes med pilen rettet lodret op.

Fy på figuren er y-komposanten ( den lodrette komposant) af centripetalkraften.

Argumenter for at grafen ser ud som den gør.

Hvor på jeres graf ser man centripetalaccelerationen?

Længden af armene i Den Blå Safir er ca. 5,75m.

Længden af armene i Ballongyngen er 7,5  meter.

Hvad er centripetal accelerationen i bevægelsen?

Sammenlign den værdi for centripetalaccelerationen som I får ved beregning ud fra målingerne med stopur, og
den værdi som I får ved dataopsamlingen.

4.) Måling med 3d accelerometer.

Den Blå Safir / Ballongyngen eller Pariserhjulet/Astrotest

3d accelerometret er tre low-g-accelerometre.

3d- accelerometert forbindes med x til CH1, y til CH2, z til CH3 på CBL 2’en.

Vælg mode: Sæt Rate til 4 samples/sek  og Length til 120sek

Først skal hver af de tre accelerometre nulstilles

Vælg Sensors, Zero, All Sensors.

Nu skal sonden kalibreres

Placer x-aksen med pilen vandret fremad

Vælg Sensors, Calibrate, Calibrate Now, 3d- accelerometer(x).

Hold x-aksen med pilen vandret, indtast værdien ”0”, tast ”keep”

Hold x- aksen med pilen opad, indtast værdien ”9.82”, tast ”keep”,

Tast ok for at vende tilbage til  hovedmenuen.

Placer y-aksen med pilen vandret fremad

Vælg Sensors, Calibrate, Calibrate Now, 3d- accelerometer(y).

Hold y-aksen med pilen vandret, indtast værdien ”0”, tast ”keep”

Hold y- aksen med pilen opad, indtast værdien ”9.82”, tast ”keep”,

Tast ok for at vende tilbage til  hovedmenuen.

Placer z-aksen med pilen vandret fremad (ringen med en prik i , er pilen set forfra, altså placeres accelerometret med merkatfladen fremad)

Vælg Sensors, Calibrate, Calibrate Now, 3d- accelerometer(z).

Hold z-aksen med pilen vandret, indtast værdien ”0”, tast ”keep”

Hold z- aksen med pilen opad, ( altså accelerometret liggende med merkatfladen opad) indtast værdien ”9.82”, tast ”keep”,

Tast ok for at vende tilbage til  hovedmenuen.

Tag LabQuesten med op i ballongyngen

Hold 3d accelerometret så

x-aksen er rettet mod centrum.

y-aksen er rettet opad.

Dataopsamlingen begynder når du taster pil på LabQuesten.

Tast start, så I får bevægelsen med begyndelseshastighed 0.

Betragt a(t) graferne.

Husk at gemme jeres måletal.

Analyse af tallene (hjemme).

Det er igen her som under 3) men  kun z-aksen  der skal korrigeres med -9.82.

Den samlede accelerationen findes som

,
i Logger Pro: opret søjle under  ,vælg  , og som function, vælg sqrt().

Tegn (t,a) grafen i Logger Pro.

21-06-2008 EH