Bestemmelse af gnidningskoefficient med smart pulley, LabQuest og computer med Logger Pro.

Materialer : Lod C 500g, lod B 200g, træklods med forskellige underlag, stor træplade til at glide på, bord på bord til at gøre opstillingen højere, LabQuest, computer med Logger pro 3.6.0 eller nyere, stærk sytråd.
Afhængigt af underlag kan det være nødvendigt  med  mere masse ved lod C.
Bemærk at pullyen er ved det lille lod.

Forsøgsgang:

Når Klodsen A slippes begynder systemet bestående af klodsen A og loddet B og loddet C at accelerere.

Efter et stykke tid rammer C kassen og stopper brat.

A skal kunne fortsætter et stykke tid, så der kommer en bremsefase. Klodsen A  bremses nu hurtigt på grund af gnidningskraften og loddet B.

Vi har klodser med forskelligt underlag: træ, gummi, sandpapir eller filt. Forsøget er lettest at udføre med træ mod træ.

Hvis I vælger gummi, filt eller sandpapir skal i have lidt større masse ved lod C end hvis I vælger træ.

Vælger i f.eks. gummi mod træ, kan der fås en pæn graf

Mål højden h , som lod C er over kassen ved forsøgets start.

Bestem massen af klods A.

Forbind smart-pulleyen til Dig 1-indgangen på LabQuest’en.

Pas på. Logger Pro kender ikke vores Pulley den er sat op til en anden.

Derfor skal I opsamle date med LabQuesten og efter forsøget importere data til

Loggerpro.

Lab Questen skal sættes manuelt op til vores sensor, den har også en anden som standard.

Vælg mode, Vælg Pulley 10 spokes, Vælg In grove. Vælg after 80 events

Forbind først LabQuesten til Computeren efter forsøget,

Vælg  pilen for start

Undgå at lod B rammer pulleyen.

Udfør nu forsøget, Husk af stoppe dataopsamlingen.

Forsøget deles i Etape 1 , som er  inden lod C rammer jorden , og Etape 2 som er efter lod C har ramt jorden.

1) Sæt graferne (t,s) , (t,v) og (t,a) ind i jeres besvarelse.

2) Find nu de to accelerationer a1 fra etape 1 , og a2 fra etape2, ved at lave lineær
regression på (t,v) graferne. Marker området på grafen.Vælg Analyze, linear fit.

3) Tyngdekraften på lod B og gnidningskraften på klods A er de eneste kræfter der påvirker systemets acceleration.

Gem graferne i Word, aflæs accelerationerne.

Pas på hvis i gemmer  LoggerPro filen,  kan jeres data forsvinde.

Der gælder, at gnidningskraften ved gnidning på en vandret flade med tilnærmelse er givet ved

Fgnid = µ Fty

hvor µ kaldes gnidningskoefficienten.

Fty er tyngdekraften på klods A.

Gnidningskraften er modsat rettet bevægelsesretningen.

Indtegn  kræfterne på figuren.

4) Ifølge Newton's 2 lov gælde Fres = m a , hvor m er den accelerende masse, a er accelerationen og Fres er den resulterende kraft.

Angiv et udtryk for den resulterende kraft i etape 1 og i etape 2.

5) Betragt nu etape 1. Argumenter for ligningen

(MA+MB+MC).a1 = MC g - µ MA g - MB g

6) Betragt nu etape 2. Argumenter for ligningen

(MA +MB )a2 = - µ MA g - MB g

7) Benyt ligningen fra etape 1 til at finde  μ=

8) Benyt ligningen fra etape 2 til at finde  μ=

9) Sammenlign og beregn gennemsnittet af de to værdier for µ. Sammenlign evt med tabelværdier.

10) Gentag forsøget med et andet underlag. Husk at vælge ”mode” 10 spokes hver gang i starter et nyt forsøg.

EH 06-05-2010