Mekanisk energi

Rapporten aeveres fredag den 14. oktober
Mekanisk energi
1x fy
Formål
Denne øvelse har to formål:
1. at eftervise at Ekin =
1
2
· m · v2
2. at undersøge om den mekaniske energi er bevaret for to faldende lodder
Udførelsen
Eftervisning af E
kin
Den første del af øvelsen består af det eksperiment der er beskrevet i Fysikkens
Verden 1 side 51: Måling af Ekin , dog med den lille ændring at nogle af jer
skal bruge en vogn på hjul istedet for en luftpudebane.
Ellers er det som der står i bogen. Farten måles ved s2 med en fotocelle og
en Smart Timer eller med en fotocelle koblet til en computer.
Loddet der trækker vognen skal ikke være for tungt prøv jer frem! Jo
tungere loddet er i forhold til vognen, jo større fejl begår vi. (Fejlen kan i øvrigt
helt undgås, hvis man blot bruger summen af loddets og vognens masse, når man
regner den kinetiske energi ud de har jo begge fået den samme fart på)
I skal altså undersøge om det er rigtigt at Ekin = 12 · m · v 2 . Det gør I ved at
måle farten og beregne Ekin . Sammenlign resultatet med det arbejde trækkraften
har udført på vogn og lod, A = mlod · g · (s2 − s1 ). Hvis A = Ekin er formlen
rigtig.
Prøv med forskellige værdier af ∆s og/eller m. (Hvis I har et godt overblik,
kan I måske se en måde, hvorpå man kan fremstille en graf, der viser om det er
rigtigt?)
Bevarelse af mekanisk energi
For at undersøge om den mekaniske energi er bevaret eller om den ændrer sig
undervejs, skal vi både kunne måle en tings højde og hastighed på samme tid.
Det kan lade sig gøre ved at bruge en Timer:
En Timer sætter prikker på en papirstrimmel, der trækkes gennem timeren
af et lod. Den sætter 100 prikker i sekundet, så der går 0,01 sekunder mellem to
prikker. Ved at måle hvor langt (altså i centimeter eller meter) der er mellem to
prikker, kan vi nu både nde ud af, hvor langt loddet der trækker strimlen har
bevæget sig, og hvor lang tid det har taget. Dvs. vi kan nde farten, og dermed
den kinetiske energi.
1x fy
På timerstrimlen kan vi også måle hvor langt loddet er faldet eller hvor
højt det er over et valgt nulpunkt, så dermed kan vi bestemme den potentielle
energi.
I skal måle kinetisk og potentiel energi for 6-7 punkter på strimlen, og lave
en graf med tre kurver på: én for Ekin , én for Epot og én for Emek . Energien skal
være på andenaksen og tiden på førsteaksen.
På de næste to gurer vises, hvad I skal måle for hvert punkt:
Hastighed og højde (h)
bestemmes for det første af de
∆s
valgte punkter. v1 = 0,02
s
Hastighed og højde (h)
bestemmes for det andet af de
∆s
valgte punkter. v2 = 0,02
s
Tiden bestemmes bestemmes hver gang ved at tælle hvor mange prikker der
er sat, og gange dette tal med 0,01 s. (Der var jo 0,01 s mellem hver prik)
Forsøget skal udføres med et tungt lod og et let lod.
Som altid skal graferne kommenteres, og I skal vurdere om det er rimeligt
at sige at den mekaniske energi er bevaret i de to tilfælde.
Behandling af timerstrimler
1. Vælg 6-7 punkter I vil bruge til bestemmelse af Emek osv.
2. Vælg det punkt der skal være det sidste. Det er her vi sætter h = 0 m,
og det er det punkt, der skal måles fra når h skal bestemmes for de andre
punkter.
3. Lav et skema/tabel, hvor der er plads til at I kan skrive t, h, ∆s, v , Epot ,
Ekin og Emek for hvert af de 6-7 valgte punkter.
4. Tæl antallet af prikker inden det første valgte punkt. t = 0,01 s · antal.
Skriv tallet på strimlen, så I kan tælle videre derfra, når tiden skal ndes
for det næste punkt.
5. Mål ∆s for punktet, og beregn v og Ekin .
6. Mål højden for punktet og beregn Epot .
7. Beregn Emek .
8. Gentag 4 til 7 for alle 6-7 punkter.
/RK05