Bestemmelse af g på et skråplan med LabQuest (og Logger Pro)

Formålet med forsøget er at eftervise at der om bevægelsen på et skråplan gælder

eller  sagt med andre ord

og dermed

Figure 1

Apparatur

En plade til skråplan, (evt en hulkeliste til at holde vognen på pladen),  en legetøjsvarevogn, en bevægelsessensor (Go motion eller CBR2), evt en LabQuest/miniladQuest , (en computer med Logger Pro 3.6.0 eller nyere, hvis du har 3.8.7 kan du undvære LabQuesten)  et målebånd, bøger eller niveaubord.

Benyt trigonometri fra matematikken til at beregne vinklen θ. Bemærk at x er hypotenusen i trekanten.

Start med små vinkler på ca 10˚- 20˚. Gør senere vinklen større.

Forsøgsgang

1)    Placer en enkelt bog under en lang plade sørg for at afstanden x er 1-3m.

2)    Placer bevægelsessensoren på toppen af skråplanen.

3)    Forbind bevægelsessensoren til DIG1 på LabQuesten.

4)    Bevægelsessensoren sættes op automatisk.

Vælg Mode, Vælg Time Based, 300 samples/s, vælg længde 3s

5)    Tast på pilen  for at begynde dataopsamlingen. Slip bilen  når bevægelsessensoren begynder at klikke hurtigt. Fjern hurtigt hånden så den ikke forstyrrer dataopsamlingen.

6)    Stedgrafen og hastighedsgrafen vises nu.

7)    Det kan være nødvendigt at udføre forsøget flere gange før man får pæne resultater.I bør få en næsten konstant hældning på tid-hastigheds grafen.

8)    Nu skal I finde accelerationen, ved at  fitte den bedste rette linje på hastighedsgrafen. LabQuest’en kan fitte den bedste rette linje. Vælg Analyze, Curve fit, vælg Velosity grafen, Chose fit vælges som lineaer , tast ok, I skal først afskære den del af grafen der skal benyttes

Placer markørerne og marker et område af grafen.

9)  Gem graferne med Logger Pro

10).  Mål længden x. Se Figur 1.

11).  Mål højden h, højden af bøgerne. Beregn θ

12).  Sæt flere bøger under og få nye værdier af h.

13).  Gentag trin 5 – 9 for den nye vinkel.

14).  Gentag trin 5 – 11 for 3, 4, og 5 bøger, prøv evt. med større vinkler.

Data Tabel

Antal bøger

Højde af bøger, h   (m)

Længde af skråplan, x
(m)

Acceleration
(m/s2)

1

2

3

4

5

Analyse

1.    Lav en lineær regression med sin(θ) som x og accelerationen som y, sammenlign hældningen med g.

2.    På grafen kan man forlænge den fittede linje ud til sin(θ) = 1 og aflæse accelerationen, denne burde være g.

3.    Sammenlign med g = 9.82 m/s2

03-12-2015 EH