Det skrå kast

Formålet med øvelsen er, at eftervise at hvis en partikel bevæger sig i et homogent kraftfelt, så bliver banekurven en parabel.

Teori. For en partikel, der bevæger sig i et homogent kraftfelt med begyndelseshastighed v0

og elevationsvinkel α gælder:

Kastetid:

Kastevidde:

Hvor g er tyngdeaccelerationen.

1. Udled formlerne for tmax  og xmax.

2. Beskrivelse af apparatur.

-kuglen affyres v.h.a. en fjeder, der kan spændes i tre stillinger.

-to fotoceller med en indbyrdes afstand på 20mm benyttes til bestemmelse af
begyndelseshastighed og starttidspunkt.

- påmonteret gradinddelt skala til fastlæggelse af affyringsvinklen ( elevationen α)

- nedslagsplade til registrering af nedslagstid og nedslagssted.

- der anvendes karbonpapir til registrering af nedslagssted

- Der anvendes en tæller med start A stop B.
- Fotocellen tilsluttes 6V vekselspænding til pæren

- passagetiden angives i ms

3. Først måles passagetiden ved fotocellerne ( start A stop B)

Dette gøres for fjederspændingerne 2 og 3 og for α= 30˚, α= 45˚, α= 60˚.

Begyndelseshastigheden v0 beregnes.

Dernæst tilsluttes stikket fra nedslagspladen til indgang B. Et stykke karbonpapir lægges på nedslagspladen.

Nedslagspladen skal have samme højde som kuglens underste kant ved fotocellen ( forklar hvorfor).

Sammenhørende værdier af α, fjederspænding, kastetid og kastevidde måles hhv aflæses.

Måling af passagetid:

Elevation α

Fjederspænding 2

t(ms)            v0(m/s)

Fjederspænding 3

t(ms)            v0(m/s)

α= 30˚,

α= 45˚,

α= 60˚,

Måling og beregning af  tmax  og xmax:

Elevation α

Fjederspænding 2

tmax(ms)                xmax(m)

Fjederspænding 3

tmax(ms)                xmax(m)

α= 30˚,

Målt

beregnet

α= 45˚,

Målt

beregnet

α= 60˚,

Målt

beregnet

4. Beregning af  tmax  og xmax:

Udfra de fundne værdier af v0 og α beregnes tmax  og xmax. Sammenlign de beregnede og de
fundne værdier.

5. Usikkerhed på v0.

Forsøget med α= 45˚, fjederspænding 2 udføres 5- 10 gange. Beregn middelværdi og spredning.

Som mål på usikkerheden for  v0 benyttes spredningen.