Fysik

Mystiske resultater

25. februar 2016 af mmwhatchasay - Niveau: B-niveau

Hej Studieportalen,

Vi har i klassen skulle analysere et skråt kast, hvor vi har skullet se på nogle grafer. Vi har lavet en tid,hastighedsgraf, og en tid,energi graf. Vi kan se på hastgihedsgrafen "hopper" til sidst, hvor de sidste tre-fire punkter ikke er lineære med de andre.

Energigraferne har også en mekanisk energi linje, som burde være konstant men ikke er, fordi den kinetiske energi pludselig stiger til sidst i stedet for at falde som ved en "sur" parabel

Vi skal i klassen snakke om grunde til de her mærkelige ting, og jeg har brainstormet og tænkt at det kan have noget med luftmodstand at gøre. Jeg har det alligevel som om der kan være flere faktorer på spil og vil gerne høre om i kan forklare det her mærkelige fænomen.

Tak ! :)

Anders


Brugbart svar (0)

Svar #1
25. februar 2016 af hesch (Slettet)

Hvordan er disse grafer, som I skulle se på, fremkommet?

Er det dette udstyr ( kan ikke huske hvad det hedder ) med et kamera tilsluttet en PC, der skal udmåle boldens bane/hastighed?

Dette udstyr er upræcist ( kan ikke se boldens position præcist ), og linsen i kameraet forvrænger billedet, så det ikke er målfast ( linseforvrængning ).

Specielt dP/dt = hastighed, kan volde problemer, og med acceleration går det endnu værre ( d2P/dt2 ).


Svar #2
25. februar 2016 af mmwhatchasay

Ja der har været brugt en mobiltelefon som er sat til et graf-program. Derefter har vi så klikket på hvert punkt hvor bolden befinder sig, for at få et koordinatsystem frem.

ps. forresten, er det egentlig meningen at accelerationen er negativ ved et skråt kast?


Brugbart svar (0)

Svar #3
25. februar 2016 af hesch (Slettet)

Altså, det går jo slet ikke.

I skal måle position som funktion af (diskret) tid. Hvordan kan I styre eksakte tidspunkter for billedoptagelse vha. en mobiltelefon?  Hastighed = Δposition / Δtid.  Hvis denne Δtid er unøjagtig, bliver den målte hastighed det også.

Jeg skal ikke for nuværende komme ind på teknikken i et digitalt kamera, hvad angår "lukkertid" og egentlig tidspunkt for billedoptagelse.

Til professionel måling anvendes ( udover digital korrektion af linseforvrængning ) optagelse af billeder i stroboskop lys. Disse lysglimt kan styres eksakt, og varigheden af et glimt andrager 1 - 2 μs.  Dermed kan en bolds position under bevægelse bestemmes meget nøjagtigt, billederne bliver knivskarpe.

Om accelerationen er positiv eller negativ, afhænger af den valgte positive retning.  Bolden vil accelerere positivt nedad under påvirkning af tyngdekraften.


Svar #4
25. februar 2016 af mmwhatchasay

Okay, tak. Vi har også to forskellige a-værdier hvor der i forskriften for hastighed er lig -9,4 m/s^2 og i forskriften for strækning (er det egentlig strækning eller højde på bolden?) haves der at den er lig med 2*-5=-10 m/s^2. Har det ogs noget med kameraet at gøre?

Mange tak :)!


Brugbart svar (0)

Svar #5
25. februar 2016 af hesch (Slettet)

Lodret acceleration (højdeacceleration) skal jo være ≈ 9,8 m/s2.

Jeres "hoppende" hastighed/acceleration kan tilskrives unøjagtighed ved positions- og tidsbestemmelse.
En "makroskopisk" forvængning af kasteparablen kan tilskrives linseforvrængning og måske lidt luftmodstand.


Svar #6
25. februar 2016 af mmwhatchasay

Men jeg mener ift. at der fås to forskellige tal til samme video :)

Men ja, så fejlkilder er egentlig luftmodstand, linseforvrængning og generel unøjagtighed ved position og tid, blandt andre. 

Er der grunde til at den kinetiske energi også pludselig stopper med at stige?


Brugbart svar (0)

Svar #7
25. februar 2016 af hesch (Slettet)

Det kan jeg ikke kommentere på uden at have set jeres video/plot.

Den kinetiske energi har I vel beregnet ud fra hastigheden, målt på videoen?  Den vil have et minimum i toppunktet af parablen, grundet minimal vertikal hastighed ( 0 m/s ). Den horisontale hastighed bør være nogenlunde konstant


Svar #8
25. februar 2016 af mmwhatchasay

ja det er rigtigt. derefter stiger den og så begynder den pludseligt at falde igen. har du evt en mail du kan sende på privat, så jeg kan sende mit resultat?


Brugbart svar (0)

Svar #9
25. februar 2016 af hesch (Slettet)

Se din indbakke ( om et øjeblik ).


Brugbart svar (0)

Svar #10
25. februar 2016 af hesch (Slettet)

Det er jo de sidste 2 - 3 målinger, der går galt i betænkelig nærhed af 0 m højde.

Jeg ved det ikke.  Bolden har måske ramt bordpladen hvorpå kameraet står fastspændt i et stativ, stativet ryster, kameraet ryster, billedet ryster, bolden i billedet ryster ?

Men hvis der er lidt baggrund i billedet, kan du jo se efter om også baggrunden i billedet ryster?


Skriv et svar til: Mystiske resultater

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.