Mekanisk energi i frit fald med timer.

Formål:

-          At eftervise at den mekaniske energi er bevaret under et frit fald.

-          At træne i IT kompetence idet der benyttes Excel regneark.

Apparatur:
Timer, timerstrimmel, 1kg lod, strømforsyning 6V, kasse med sand, en målestok, evt karbonpapir.

Timer Figur:

Timeren fastspændes og loddet hænger fastgjort med tape i en timerstrimmel, som er ført gennem timeren. Hold i timerstrimlens anden ende.

Timeren afsætter en prik 100 gange i sekundet på  en papirstrimmel. På figur 3 er vist en strimmel, der er trukket gennem timeren af et frit faldende lod.

opstilling:

figur 3 Timerstrimmel

Målinger:

På strømforsyningen sættes visningen på multimetret på ACV, for vekselspænding.
Skru op på spændingen til der vises 6V.
Mål loddets højde over jorden :hstart ved forsøgets start.
Sørg for at timerstrimlen er på den rigtige side af karbonpapiret, længst væk fra spolen.

Udfør nu forsøget.
Mål nu på timerstrimmelen.

Måling af strækningen s og dermed højden h:

Ved prik nr 11, har loddet tilbagelagt 10 mellemrum, det er altså afsat 10*0.01=0.1 sek efter starten.
Opmål den samlede længde af strimlen her. Denne størrelse er s-værdien til tiden t=0.1sek.
Udregn højden h over gulvet som hstart  - s, næste gang tages igen afstanden helt fra start til til prik nr 21 osv.

Måling af øjeblikshastigheden v , og dermed Ekin, Epot og Emek :

Hvis vi vil finde hastigheden til tiden t=0.1sek efter start, måler vi afstanden fra punkt nr 10 til punkt nr 12. De to punkter er afsat med 0.02 sekunders mellemrum.
Middelhastigheden fås som (afstanden fra prik nr 10 til prik nr 12)/0.02sek
Gentag nu ovenstående ved prik nr 21, 31, 41 osv
Udregn i hånden h, v, Ekin, Epot og Emek  for prik nr 11.
Udfyld dernæst skemaet nedenfor benyt Excel regneark eller listerne i TI-Interactive:
Udregn  , hvor g er tyngdeaccelerationen, ,
og

Prik nr n

t (sek)

s(m)

h (m)

afstand (n-1,n+1)

v (m/s)

Epot/J

Ekin/J

Emek/J

1

0

0

0

11

21

31

Tegn dernæst tre grafer med tiden som x akse, og hhv  Ekin, Epot og Emek som y akse.

Lav en kvadratisk regression på Ekin og Epot graferne.
Er den mekaniske energi bevaret?
Beskriv fejlkilder ved forsøget.

03-12-2008EH