Fysik
Mekanisk energiomsætning ved en trillebane - HJÆLP!
Jeg sidder her med et forsøg, som jeg har foretaget.
Øvelsens formål er at belyse mekanisk energi ved "alpekørsel" i legetøjsbil. Endvidere skal I lære at skelne mellem usikkerheder og fejl. Det gøres ved at "gå på jagt" efter tab af mekanisk energi.
Undersøg om den potentielle energi omsættes fuldstændigt til kinetisk energi.
Sæt banen op, så bilen kan køre ned ad bakken. Mål højden lodret fra hvor bilen starter til det niveau, hvor hastigheden bestemmes ved bakkens fod. Lad bilen køre, og mål passagetiden og afstanden mellem fotoportene, så sluthastigheden kan bestemmes.
-----------------------
Vi brugte ikke en legetøjsbil, men en metalkugle og en bordtennisbold.
Jeg kunne godt tænke mig at vide, hvad man skal gøre i forbindelse af en udregning af den procentvise afvigelse. Jeg har regnet den ud sådan her: Ekin / Epot -1 * 100, men er det ikke forkert?! Skal man ikke hellere sige Epot/Ekin - 1 * 100?
Der er nogle voldsomme afvigelser (ligemeget hvilken en af formlerne man bruger!), mine fejlkilder er:
· Manglende decimaler på vores udregninger
· Højden, h, bliver en smule mindre, da kuglerne med deres vægt presser banen en smule ned (gnidningsmodstand). Dette sker især med den tunge kugle.
· En del er energien bliver omsat til rotationsenergi i kuglen/bolden
· Da vores trillebaner var temmelig smalle røg kuglen/bolden ofte lidt væk fra dem. Vi sorterede dem fra, hvor vi kunne se det med øjet. I øjeblikket hvor kuglen/bolden trillede igennem den første fotocelle kan det være, at de ikke har passeret den helt lige og derved er passagetiden, t1, blevet en smule for lille. Passagetiden vil ikke kunne blive for stor, da diameteren af bolden/kuglen er en bestemt størrelse.
----------
Hvad kan man gøre for at mindske den procentvise afvigelse?!
PLEASE HJÆLP MIG!
/gardengate
Svar #1
18. november 2004 af Peden (Slettet)
Men hvorfor regner du ikke bare det som Ekin/Epot * 100 ? Eller omvendt.
Svar #2
18. november 2004 af gardengate (Slettet)
Tja... det er vel er smagssag, hvordan man regner den procentvise afvigelse...
Er der virkelig ikke nogen der kan hjælpe?!??!
/gardengate
Svar #4
18. november 2004 af 2835 (Slettet)
((tabelværdi-forsøgsværdi)/(tabelværdi))*100
Svar #5
18. november 2004 af gardengate (Slettet)
/gardengate
Svar #8
22. november 2004 af Peden (Slettet)
Svar #9
23. november 2004 af Ebbeb (Slettet)
Angående afvigelse, så kan du sammenligne den kinetiske energi (det er det eneste som er tilbage ved slutningen af banen) med den teoretiske kinetiske energi (også her er det den eneste som er tilbage). Alt dette gøres ud fra Emek=U+K. Hvis der er god overensstemmelse mellem jeres forsøg og teori skulle dette give 0% ud fra den førnævne afvigelses formel. Men det er ikke sagen, da bolden triller og I ikke regner på den energi.
Sandheden er dog at der bliver bundet rotertionel energi i bevægelsen, og at friktionen ikke er af stor betydning da den ruller uden at glide (går jeg ud fra)
Så dine generelle fejlkilder er gode.
Det kan lige nævnes at den korrekte kinetiske energi findes ved denne formel: K=½mv^2+½Iw^2
hvor w er det græske bogstav omega, men det kan jeg ikke skrive her, som er den rotertionelle hastighed, I er legmenets inerti moment, for en kugle er det 2/3*m*r^2 (for bordtennisbolden)
2/5*m*r^2 (for jernkuglen)
Men dette kan du slet ikke regne på, da du ikke kender den rotertionelle hastighed w(omega) og det ikke er gymnasie pensum.
Håber dette giver mening.
Svar #10
25. november 2004 af gardengate (Slettet)
Det hjalp lidt på det... Hvis du har tid, vil jeg meget gerne spørge om noget mere!?
Der står i forsøgsbeskrivelsen, at man skal udregne den procentvise afvigelse mellem Ekin og Epot. Og nederst står der at man også skal konkludere om, hvad der kan gøres for at mindske den mekaniske energi.
Kan du hjælpe med det?
/gardengate
Svar #11
25. november 2004 af gardengate (Slettet)
(Epot-Ekin)/epot * 100, eller (Ekin/Epot) - 1 * 100.
Nu mangler jeg bare, at finde ud af, hvad man kan gøre for at mindske tabet af Emek?!?!?!?!?!?!
/gardengate
Svar #12
25. november 2004 af gardengate (Slettet)
Har du noget med rotationsenergien eller luftmodstanden?!
/gardengate
Svar #13
25. november 2004 af Ebbeb (Slettet)
2/5*m*r^2 (for jernkuglen)
Inertimomentet spiller samme rolle som masse ved standard translatorisk bevægelse, altså der skal mindre energi i rotationen hvis inertimomentet er lille. Hvis du ser på brøken for de to Inertimomenter, så er jernkuglen kun 2/5 (0.4) hvor bordtennisbolden er 2/3(0.66). Altså rotationen for jernkugler "spiser" mindre energi.
------------------------------------
(Epot-Ekin)/epot * 100 vil give dig mængden af potentiel energi som er omdannet til kinetisk energi, hvis du sætter Epot = Epot start og Ekin = Ekin slut.
-------------------------------------
Det virker lidt underligt at man skal finde noget for at mindste tabet i mekanisk energi, da det reelt ikke er et tab, men derimod blot er bundet i en rotation du ikke tager højde for.
Jeg er ikke sikker på hvad din lærer ber dig om, men det kunne være du blot skal beskrive hvad man kunne gøre, hvor en beskrivelse af at den rotationelle bevægelse også bruger af den potentielle energi som kulgen har øvert på banen.
Svar #14
24. november 2011 af Poleten (Slettet)
Hvad kunne konklusionen være til sådan et forsøg? :)
Svar #15
24. november 2011 af Poleten (Slettet)
Hvad kunne konklusionen være til forsøget med trillebanen? :)
Skriv et svar til: Mekanisk energiomsætning ved en trillebane - HJÆLP!
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.