Skråplan. Dan Elmkvist Albrechtsen, Edin Ikanović, Joachim Mortensen. 8. januar Hold 4, gruppe n + 1, n {3}, uge 50-51

Relaterede dokumenter
Skråplan. Esben Bork Hansen Amanda Larssen Martin Sven Qvistgaard Christensen. 2. december 2008

Rapport uge 48: Skråplan

Arbejdet på kuglens massemidtpunkt, langs x-aksen, er lig med den resulterende kraft gange strækningen:

Harmonisk oscillator. Dan Elmkvist Albrechtsen, Edin Ikanović, Joachim Mortensen Hold 4, gruppe n + 1, n {3}, uge 46-47

POPCORN. Lærervejledning:

Theory Danish (Denmark)

Faldmaskine. , får vi da sammenhængen mellem registreringen af hullerne : t = 2 r 6 v

Bevægelse op ad skråplan med ultralydssonde.

Danmarks Tekniske Universitet

Lorentz kraften og dens betydning

Impulsbevarelse ved stød

Institut for Matematik, DTU: Gymnasieopgave. Appetitvækker : Togdynamik.

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 11. august 2015 kl

Fysik 2 - Den Harmoniske Oscillator

Curling fysik. Elastisk ikke centralt stød mellem to curling sten. Dette er en artikel fra min hjemmeside:

Danmarks Tekniske Universitet

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Fredag d. 2. juni 2017 kl

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Danmarks Tekniske Universitet

Tallene angivet i rapporten som kronologiske punkter refererer til de i opgaven stillede spørgsmål.

Lavet af Ellen, Sophie, Laura Anna, Mads, Kristian og Mathias Fysikrapport blide forsøg Rapport 6, skråt kast med blide Formål Formålet med f

Mekanik Legestue I - Gaussriffel og bil på trillebane

Øvelsesvejledning: δ 15 N og δ 13 C for negle.

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 31. maj 2016 kl

FYSIKOPGAVER KINEMATIK og MEKANIK

1. Hvor lang tid tager det at blive trukket op til højden 20 m?

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 9. juni 2011 kl

Danmarks Tekniske Universitet

Fysik i billard. Erik Vestergaard

David Kallestrup, Aarhus School of Engineering, SRP-forløb ved Maskinteknisk retning 1

Nb: der kan komme mindre justeringer af denne plan.

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 2. juni 2015 kl

Fag: Fysik - Matematik - IT Elever: Andreas Bergström, Mads Paludan, Jakob Poulsgærd & Mathias Elmhauge Petersen. Det skrå kast

Undervisningsbeskrivelse

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

En sumformel eller to - om interferens

Undervisningsbeskrivelse

Egenlast: Tagkonstruktionen + stål i tag - renskrevet

Undervisningsbeskrivelse

En studerende der har gennemført Geodæsi elementet af kurset vil kunne følgende:

KØBENHAVNS UNIVERSITET NATURVIDENSKABELIG BACHELORUDDANNELSE

Elektromagnetisme 10 Side 1 af 12 Magnetisme. Magnetisering

Vektorfunktioner. (Parameterkurver) x-klasserne Gammel Hellerup Gymnasium

Faldmaskine. Esben Bork Hansen Amanda Larssen Martin Sven Qvistgaard Christensen. 23. november 2008

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 7. august 2014 kl

Resonans 'modes' på en streng

Undervisningsbeskrivelse

Teknikken er egentlig meget simpel og ganske godt illustreret på animationen shell 4-5.

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik.

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Torsdag d. 23. august 2012 kl

Lastkombinationer (renskrevet): Strøybergs Palæ

Eksamen i fysik 2016

Undervisningsbeskrivelse

Statistisk mekanik 6 Side 1 af 11 Hastighedsfordeling for ideal gas. Enatomig ideal gas

Bernoulli s lov. Med eksempler fra Hydrodynamik og aerodynamik. Indhold

2. ordens differentialligninger. Svingninger.

GUX. Matematik. A-Niveau. Torsdag den 31. maj Kl Prøveform a GUX181 - MAA

F3A Nordic N13 Program og manøvrebeskrivelser

Heliumballoner og luftskibe Projektbeskrivelse og produktkrav

NANO-SCIENCE CENTER KØBENHAVNS UNIVERSITET. Se det usynlige. - øvelsesvejledninger

FYSIK RAPPORT. Fysiske Kræfter. Tim, Emil, Lasse & Kim

Energi. Energi ind med solstråling ATMO- SFÆREN. Absorberet i i atmosfæren. Varmeindhold i atmosfæren. Homo technicus. 99,8% absorberet af jorden

Danmarks Tekniske Universitet

Undervisningsbeskrivelse

Termodynamik Tilføjelser ABL Teksten her indføjes efter afsnit på side Viskositetens afhængighed af trykket for gasser

DIGER OG PORTE. Stranden FØR BESØGET. 1. Hvad er en simpel måde at udnytte energien i vand på? 2. Hvad er formlen for potentiel energi?

Danmarks Tekniske Universitet

Harmonisk oscillator. Thorbjørn Serritslev Nieslen Erik Warren Tindall

Naturvidenskabeligt grundforløb

Undervisningsbeskrivelse

Danmarks Tekniske Universitet

Undervisningsbeskrivelse

Udledning af Keplers love

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Tirsdag d. 27. maj 2014 kl

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet

Elektromagnetisme 10 Side 1 af 11 Magnetisme. Magnetisering

Værktøjskasse til analytisk Geometri

Fysik B. Undervisningsbeskrivelse. Oversigt over gennemførte undervisningsforløb

B. Bestemmelse af laster

Statistisk mekanik 5 Side 1 af 11 Hastighedsfordeling for ideal gas. Enatomig ideal gas

Fysik A. Studentereksamen

Fysik 2 - Oscillator. Amalie Christensen 7. januar 2009

Den elektrodynamiske højttaler

FORSØGSVEJLEDNING. Kasteparablen

Værktøjskasse til analytisk Geometri

Det teknisk-naturvidenskabelige basisår Matematik 1A, Efterår 2005, Hold 3 Prøveopgave A

Projektering - TwinPipes. Version

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Mandag d. 11. juni 2012 kl

Enkelt og dobbeltspalte

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Juni 2018

Analyse af måledata II

Vinkelrette linjer. Frank Villa. 4. november 2014

Kirsten Isager, perspektivkasse 1. Forudsætninger: øjet står 2 m foran rummet og rummet bliver 1,5 m dybt, men skal se ud som om det er 3,85 m dybt:

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet

1 Brandforsøg med beton

Løsningsforslag til fysik A eksamenssæt, 23. maj 2008

Transkript:

Skråplan Dan Elkvist Albrechtsen, Edin Ikanović, Joachi Mortensen Hold 4, gruppe n + 1, n {3}, uge 50-51 8. januar 2008

Figurer Sider ialt: 5 Indhold 1 Forål 3 2 Teori 3 3 Fregangsåde 4 4 Resultatbehandling 4 5 Analyse og vurdering af ulige fejlkilder 4 6 Konklusion 5 Figurer 1 Kugle og sliske set i tværsnit.............................. 4 Skråplan *2

2 Teori Sider ialt: 5 1 Forål Forålet ed denne øvelse er at have bestet størrelsen af tyngdeaccelerationen i øvelseskælderen ved at at åle dens påvirkning af farten af et legee, der befinder sig på et jævnt skråplan. Desuden skal resultatet saenlignes ed en accepteret værdi af accelerationen, og derfor koer en vurdering af usikkerheden på de indgående ålte størrelser også ed, da vi ønsker at påvise, hvilke størrelser, der har størst betydning for usikkerheden på den fundne tyngdeacceleration. 2 Teori Funktionssaenhængene er for et frit fald: v = at (1) s = 1 2 at2 (2) Ved eliination af t i de to ligninger kan vi se at den effektive acceleration a afhænger af tiden v og s således: a = v2 (3) 2s Denne størrelse kan beregnes ved anvendelse af energibevarelse for bevægelsen. Den salede kinetiske energi T for den rullende kugle er: T = T t + T r (4) Her er den translationsenergien T t = 1 2 v2 og rotationsenergien T r = 1 2 Iω2. Den assive kugle ed radius R har inertioentet I = 2 5 R2 og translationshastigheden v, so hænger saen ed vinkelhastigheden i kuglens rulning, så ω = v r, hvor r < R er den effektive rulleradius (se figur 1) for kuglen. Dette giver tilsaen følgende ligning for kuglens kinetiske energi: T = 1 2 ( + I/r2 )v 2 (5) Antager vi, at systeet er isoleret, gælder der, at forøgelsen af den kinetiske energi T er lig den potentielle energi U = gh i tyngdefeltet, so kuglen har istet ved at bevæge sig den lodrette højde h. Vi kender den skrå vejlængde s og sliskens hældning θ i forhold til vandret, så h er: Heraf får vi: h = s sin θ (6) 1 2 ( + I/r2 )v 2 = gs sin θ (7) Og accelerationen a fås ved oskrivning af (7) og indsættelse af (3): a = g sin θ ( + I/r 2 ) (8) Skråplan *3

5 Analyse og vurdering af ulige fejlkilder Sider ialt: 5 3 Fregangsåde Vi valgte at benytte to kugler, ed stort set ens radius, en forskellige asser (den ene af plastic, den anden af stål). Derefter ålte vi hældningen på slisken og afstanden fra toppen til det sted hvor fotodioden var sat fast. Vi fandt hældningen på slisken og genneførte derefter forsøget ved at slippe kuglen fra toppen af og åle hastigheden vha. fotodioden. Derefter blev forsøget gentaget ed enten en anden kugle eller en anden afstand fra toppen til fotodioden. 4 Resultatbehandling Målte størrelser Kugle asse 0.004 ± 0.001 kg Vinkel θ 7 ± 1 Kugle radius R 0.010 ± 0.05 Sliskebredden x 2.98 ± 0.05 Rulleradius r 9.54 ± 0.05 Figur 1: Kugle og sliske set i tværsnit. Forsøg v/s 1 s/ t/s a/s 2 g/s 2 1 0.964 ± 0.007 0.604 ± 0.001 1.45 0.77 ± 0.00004 9.09 ± 0.0005 2 0.799 ± 0.009 0.403 ± 0.001 1.22 0.793 ± 0.00008 9.36 ± 0.0009 3 0.585 ± 0.005 0.203 ± 0.001 0.921 0.843 ± 0.00006 9.96 ± 0.0007 4 1.04 ± 0.01 0.704 ± 0.001 1.55 0.769 ± 0.0001 9.08 ± 0.001 5 0.888 ± 0.007 0.503 ± 0.001 1.34 0.784 ± 0.00005 9.25 ± 0.0006 5 Analyse og vurdering af ulige fejlkilder Generelt er vi godt tilfredse ed vores forsøgsresultater. De ligger rieligt tæt på (og på begge sider af) den ålte værdi af g i øvelseskælderen på g = 9.817s 2. Men vil stadig gerne kigge på hvilke ålinger der betyder est for den endelige usikkerhed. Vi ønsker at diskutere hvad præcisionen af ålingerne betyder for den endelige usikkerhed på vores resultat. Vi undersøger følgende størrelser: Massen Strækningen s Hastigheden v Kugleradius R Rulleradius r Af teorien for beregningen af saensatte usikkerheder[1, s. 60] har vi følgende forel: ( ) q 2 ( ) q 2 δq = x δx + + z δz (9) Skråplan *4

Litteratur Sider ialt: 5 Her kan vi se at det er uligt at bestee hvilken usikkerhed der betyder est for den saensætte usikkerhed. Dette er uligt alene ved at kigge på den forel vi arbejder ed for at bestee den størrelser vi nu ønsker at finde, i vores tilfælde tyngdeaccelerationen g. g = sinθ a (+I/r 2 ) v 2 /2s = sinθ (1+2R 2 /5r 2 ) = v2 (1 + 2R 2 /5r 2 ) 2s sin θ Ifølge den første forel for den salede usikkerhed, kan vi se, at vi skal differentiere den ovenstående forel. Deraf kan vi se, at de størrelser, der er opløftet i anden potens, vil have større betydning, end de størrelser, der ikke står i anden. Til at begynde ed kan vi i teorien allerede afskrive betydningen af assen, da den går ud, så snart vi indsætter udtrykket for inertioentet. Massen kan dog have betydning alligevel, fordi den gnidning, der skal til for at starte rulningen, er ere effektiv ed en tung kugle i forhold til en let. Dét og så kuglens ateriale. Metal od etal giver en større gnidnigsodstand end plastic od etal. En etal-kugle ed tilpas vægt er derfor at foretrække. O dette så i praksis har nogen betydning i forhold til de to væsentligste faktorer i usikkerhedsberegningen for g (og a) kan vi ikke sige ud fra dette eksperient. Til at afgøre dette skulle vi have flere forskellige etal- og plastic-kugler, so vi udførte eksperientet ed tilpas ange gange til at vi kunne bestee betydningen af aterialet og vægten. De to væsentligste faktorer er ud fra usikkerhedsberegningerne ved hjælp af (9) usikkerheden på henholdsvis R og v, ens strækningen, rulleradius og vinklen på slisken bliver uden væsentlig betydning i denen saenhæng. Vinklen har selvfølgelig en betydning for resultatet, hvis den er for stor, da kuglen (etal såvel so plastic) ved en al for stejl vinkel risikerer at glide snarere end rulle ned ad slisken. Sidst å forholdet elle sliskebredden og kuglens størrelse (radius R) være tilpas i den forstand, at kuglen ikke bliver for stor til at den kan blive idt på slisken under hele bevægelsen. 6 Konklusion Usikkerheder af væsentlig betydning er ved den generelle forel for usikkerhedsberegning hastigheden v og kugleradius R, ens usikkerheder, tilsvarende, af indre betydning er givet ved rulleradius r, strækningen s. Massen er i teorien udelukket fra beregninger af usikkerheden for g, en den har uligvis en betydning for den effektive gnidningsodstand, der får kuglen til at rulle. Litteratur [1] John Robert Taylor. An introduction to Error Analysis. University Science Books, 1997. (10) Skråplan *5