Mekanisk energi for en luftpudevogn

elevweb.ucholstebro.dk

Mekanisk energi for en luftpudevogn

Mekanisk energi for

en luftpudevogn

Vi vil her undersøge, om den mekaniske energi for en luftpudevogn og et

træklod er bevaret. Vognen er via en trisse forbundet med trækloddet. Tyngdekraften

på loddet trækker vogn og lod af sted med en konstant kraft - og

dermed med en konstant acceleration. Vognen er forsynet med en fane, som

to steder på banen passerer en fotocelle. Passagetiderne for fanen måles

med en tæller. Da bevægelsen foregår næsten gnidningsløst, bør de mekaniske

energier ved begge fotoceller være ens.

Udførelse

vogn

Først kontrollerer vi, om banen

A

L

B

står vandret (prøv om vognen

kan stå stille midt på banen). Så

lod

anbringer vi fotocellen B nede

for enden af banen, men således

at loddet endnu ikke har

ramt gulvet, når vognen passerer

denne fotocelle. Fotocelle B

h

må herefter ikke flyttes (loddets

position her er også nulpunktet

0

for dets potentielle energi). Fotocellen

A anbringer vi først langt fra B (loddet næsten helt oppe). Afstanden

L mellem fotocellerne, er den højde h, som loddet falder, så h = L.

Tælleren måler passagetiderne: ∆τ A og ∆τ B . Ud fra passagetiderne kan vi

bestemme hastighederne, når midten af fanen passerer fotocellerne. Fanens

længde er 10 cm, så

v A

, m

= 010

∆τ

, m

og v B = 010

∆τB

A

Hold vognen i ro ved starten af banen, nulstil tælleren, slip vognen og fanen

passerer fotocellerne. Indfør passagetider og afstand/højde i tabellen nedenfor.

Gentag hver måling 2-3 gange for kontrol at opstillingen. Flyt så fotocelle

A lidt ned ad banen mod B, gentag forsøget etc. Udfør 5 forskellige forsøg.

Husk også at bestemme massen af loddet m lod og den samlede masse

af lod+vogn m sam .

masser: m lod /kg m sam /kg

h = L/m ∆τ A /s ∆τ B /s v A /(m/s) v B /(m/s)

Orbit Mekanisk energi for en luftpudevogn side 1


Energierne ved henholdsvis fotocelle A og B beregner vi som

E pot,A = m lod ⋅ g ⋅ h E kin,A = ½ ⋅ m tot ⋅ v A

2

og E pot,B = 0 J E kin,B = ½ ⋅ m tot ⋅ v B

2

E mek,A = E pot,A + E kin,A

E mek,B = 0 + E kin,B

Derudover beregner vi den relative energiændring af den mekaniske energi

fra A til B: ∆E/E (i %). Indfør Energierne i skemaet nedenfor. Bemærk, at da

loddets potentielle energi har nulpunkt, når vognen passerer fotocelle B er

E mek,B = E kin,B

Indfør resultaterne af energiberegningerne i skemaet nedenfor:

Skema 2. Energier

E pot,A /J E kin,A /J E mek,A /J E mek,B /J ∆E/E (%)

Opgaver

1. Vis et eksempel på udregning af: v A ,v B , E pot,A , E kin,A , E mek,A , E mek,B og ∆E/E.

2. Sammenlign værdierne for den mekaniske energi og diskuter, om den er

nogenlunde bevaret.

3. I virkeligheden sker der et vist energitab hen ad banen. Hvorfor det

Fremgår det af målingerne Hvilke andre fejl kunne der være i opstillingen

4. Prøv at beregne en teoretisk værdi for vognens (og loddets) hastighed ved

fotocelle B, dersom den starter i hvile stykket L fra B.

Orbit Mekanisk energi for en luftpudevogn side 2

More magazines by this user
Similar magazines