Fysik
Harmonisk svingning i en væske, fejlkilder
26. september 2005 af
Patty (Slettet)
Jeg har udført følgende forsøg:
Et reagenglas stilles lodret ned i en beholder med vand, og der fylder nogle små blyhagl i således at reagensglasset til sidst kan stå lodret i vandet uden at vælte. Der skal være nogle cm glas over vandoverfladen. Hvis reagensglasset "trykkes" et par cm ned i vandet (så det stadig er over vandet) vil det udføre en dæmpet harmonisk svingning.
NB:
Det skyldes, at der foruden opdriften og tyngdekraften optræder gnidningskræfter, når røret er i bevægelse. Disse virker hele tiden modsat bevægelses retningen og bremser udsvingets størrelse. Det viser sig dog, at det kun er amplituden af udsvinget der påvirkes af gnidningskræfterne, ikke svingningstiden.
Så kommer mit spørgsmål, fejlkilder til dette forsøg og gerne mange da min afv% er på 65% :S:S
Et reagenglas stilles lodret ned i en beholder med vand, og der fylder nogle små blyhagl i således at reagensglasset til sidst kan stå lodret i vandet uden at vælte. Der skal være nogle cm glas over vandoverfladen. Hvis reagensglasset "trykkes" et par cm ned i vandet (så det stadig er over vandet) vil det udføre en dæmpet harmonisk svingning.
NB:
Det skyldes, at der foruden opdriften og tyngdekraften optræder gnidningskræfter, når røret er i bevægelse. Disse virker hele tiden modsat bevægelses retningen og bremser udsvingets størrelse. Det viser sig dog, at det kun er amplituden af udsvinget der påvirkes af gnidningskræfterne, ikke svingningstiden.
Så kommer mit spørgsmål, fejlkilder til dette forsøg og gerne mange da min afv% er på 65% :S:S
Svar #1
27. september 2005 af fixer (Slettet)
For at kunne præcisere det er vi nødt til at få oplyst hvad der er målt, hvordan det er målt og hvilken matematisk model er anvendt ved beskrivelsen af fænomenet.
Oplagte fejlkilder er fænomener modellen ikke tager højde for.
Måleteknikken kan introducere systematiske fejl.
Oplagte fejlkilder er fænomener modellen ikke tager højde for.
Måleteknikken kan introducere systematiske fejl.
Svar #2
27. september 2005 af fixer (Slettet)
For at uddybe hvad jeg hentyder til i #1 vil jeg blot notere følgende:
Jeg formoder det er svingningstiden i har målt. Denne målte periode sammenlignes så med en teoretisk værdi bestemt ud fra en simpel model. Modellen betragter væsken som inviskos (gnidingsfri) og med udgangspunkt i ligevægtstillingen mellem opdrift og tyngde, opstilles en bevægelsesligning på formen
F = -kx (1)
hvor x er et lille udsving regnet fra ligevægtsstillingen.
Umiddelbart er der følgende kilder til den observerede afvigelse mellem teori og eksperiment:
1) Ligning (1) - og dermed formlen for svingningstid - ignorerer friktion. I praksis er der i høj grad friktion. Ligning (1) kan kun bruges hvis friktionen (=dæmpningen) er meget tæt på nul. Det er en tvivlsom antagelse. Jeg vil vædde med i observerede at svingningerne ret hurtigt dæmpedes ? Det betyder at svingningstiden faktisk afhænger af dæmpningen og dermed ikke kan beregnes som i teorien.
2) Som en konsekvens af 1) vil svingningstiden også afhænge af amplituden. Jo større startudsving, desto større fart gennem vandet får røret og jo større er friktionen. Såfremt der er udført gentagne forsøg er det vigtigt at rørets begyndelsesudslag har været det samme fra forsøg til forsøg.
3) Hvorledes har i bestemt hvornår der er gået en periode ? Hvis det er per øjemål er det utvivlsomt en af de mest dominerende kilder til fejl.
4) Hvad har i målt tiden med ? Hvad er der er aflæsningsusikkerheder ?
5) Er der kommet vand i røret undervejs, dvs har dets masse ændret sig ?
6) Hvorledes er ligevægtsstillingen bestemt ? Hvad er der er aflæsningsusikkerhed på aflæsning af ligevægtspositionen for røret ? I har skullet bruge denne ligevægtsdybde d0 for at kunne beregne udgangspunktet -k*d0 for bevægelsesligningen.
Jeg formoder det er svingningstiden i har målt. Denne målte periode sammenlignes så med en teoretisk værdi bestemt ud fra en simpel model. Modellen betragter væsken som inviskos (gnidingsfri) og med udgangspunkt i ligevægtstillingen mellem opdrift og tyngde, opstilles en bevægelsesligning på formen
F = -kx (1)
hvor x er et lille udsving regnet fra ligevægtsstillingen.
Umiddelbart er der følgende kilder til den observerede afvigelse mellem teori og eksperiment:
1) Ligning (1) - og dermed formlen for svingningstid - ignorerer friktion. I praksis er der i høj grad friktion. Ligning (1) kan kun bruges hvis friktionen (=dæmpningen) er meget tæt på nul. Det er en tvivlsom antagelse. Jeg vil vædde med i observerede at svingningerne ret hurtigt dæmpedes ? Det betyder at svingningstiden faktisk afhænger af dæmpningen og dermed ikke kan beregnes som i teorien.
2) Som en konsekvens af 1) vil svingningstiden også afhænge af amplituden. Jo større startudsving, desto større fart gennem vandet får røret og jo større er friktionen. Såfremt der er udført gentagne forsøg er det vigtigt at rørets begyndelsesudslag har været det samme fra forsøg til forsøg.
3) Hvorledes har i bestemt hvornår der er gået en periode ? Hvis det er per øjemål er det utvivlsomt en af de mest dominerende kilder til fejl.
4) Hvad har i målt tiden med ? Hvad er der er aflæsningsusikkerheder ?
5) Er der kommet vand i røret undervejs, dvs har dets masse ændret sig ?
6) Hvorledes er ligevægtsstillingen bestemt ? Hvad er der er aflæsningsusikkerhed på aflæsning af ligevægtspositionen for røret ? I har skullet bruge denne ligevægtsdybde d0 for at kunne beregne udgangspunktet -k*d0 for bevægelsesligningen.
Svar #3
27. september 2005 af Patty (Slettet)
Hmm. tror jeg vil sige mange tak for hjælpen. Men vil lige pt. springe over hvor gærdet er lavest. Snakkede med min fysiklære idag, han sagde at hvis det var vores data, så måtte det være vores data. Jeg sagde direkte til ham at jeg gerne ville forklare dem(Skal jo lyde som om vi gider arbejde) han sagde at det ikke var så væsentligt.
Skriv et svar til: Harmonisk svingning i en væske, fejlkilder
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.