INSTITUTIONEN FÖR FYSIK. Hej!

Transkript

1 Hej! Nedan finns de olika fysikaliska fenomen vi provade och försökte förklara under denna workshop. Har du frågor om någon av delarna så är du välkommen att höra av dig och jag hoppas du har nytta av materialet. /Jonas Enger

2 Vem vinner? Brachistochrone Släpp ned två kulor samtidigt i de två rörändarna. Vilken kula kommer först ut ur röret/banan? (Filma gärna med mobil) Vilken kula har högst fart? Tunnelbanesystem

3 Balansakt 1. Hur mycket och hur lite vatten kan Du ha i burken för att den skall balansera? 2.Två gafflar och ett mynt. Kan du balansera på olika föremål? 3. Kan sedeln vara helt rak?

4

5 Densitet = täthet 1. Flaska med pärlor 2. Tre glas Ägg i sötvatten Ägg i saltvatten Ta sedan fram matskeden och håll vid ytan på saltvattnet. Häll sedan ytterst försiktigt vanligt vatten på matskeden och se vattnet sprida sig över vattenytan. Du kan förstärka med karamellfärg/vattenfärg.

6 Ljud 1. Håll staven på markering. Slå med hammare. Vad händer? Om då håller på annan markering? Om du håller mitt emellan två markeringar? Ljudets hastighet i aluminium beräknas till v = 5082 m/s. 2. Spelande rör Fatta röret i ändan med tratten och svinga runt det i en cirkelrörelse. Ändra farten. Hur många olika toner kan Du höra? Varierar en ton med tiden? Prova med ett slätt/glatt rör. Hörs det något? Varför? 3. Speldosa

7 2. Luften slungas ut ur röret och en luftström går genom röret. Korrugeringen (veckningen) sätter igång en stående våg med en frekvens som beror av rörets fart. Fundamentalvågen n=1 startar inte (måste vara över 220 Hz). Man kan dock lätt få igång n = 2, 3, 8. Dopplereffekten hörs som en ±2% variation i frekvensen, ungefär ett halvt tonsteg. 3. Den producerade ljudenergin i dosan är densamma i båda fallen. När ljudet skall passera ut i luften reflekteras det dock tillbaka. Endast 4 *10-5 kommer ut. Det beror på dålig anpassning av impedansen Z = r c mellan stål och luft (r är densiteten och c ljudhastigheten). Till bordet går dock ungefär hälften an energin. Bordets stora yta gör att en stor del av energin sedan kan transporteras ut i luften och till Ditt öra.

8 Tryck Hur kan plattorna sitta ihop så hårt? I vårt fall har plattorna en yta på 50 cm2. Lufttrycket är ungefär 10 N/cm2, så vi har en kraft på 550 N (svarande mot tyngden av 50 kg).

9 Den runda pricken står mer stilla och syns därför tydligt. Krysset rör sig med hög hastighet och upp-fattats därför inte av ögat. Det handlar om relativ rörelse. Pinnen snurrar på två olika sätt, dels snurrar den längs längdaxeln och dels snurrar pinnen medurs/moturs. För den ena symbolen adderas dessa hastigheter, för den andra subtraheras de. Den sistnämnda rör sig långsammast och den kan ögat uppfatta, dvs vi ser den.

10 Tantalus bägare eller den giriges bägare Om koppen fylls med lite vatten händer inget speciellt. Om däremot koppen fylls med mycket vatten rinner allt ut genom botten! Förklara Hävert

11 Vattensprutande skål Vät händerna, tryck handflatorna hårt mot handtagen och dra dom sakta fram och åter (ungefär en gång per sekund). Ett brummande ljud hörs och vattnet sprutar upp. Stående vågor uppkommer på ytan.

12 Sugrörsvisslor 1. Vattenvissla Klipp nästan av sugröret cirka 5 cm från ena änden. Sugröret ska fortfarande sitta ihop, precis så mycket att det vid hacket kan böjas 90 grader. Stoppa den långa änden av sugröret i vattnet. Böj sugröret 90 grader vid hacket och blås i andra änden. 2. Sugrörsvissla Klipp sugröret som ett upp och nervänt V i änden. Tugga försiktigt på denna ende så sugröret blir platt ca 2cm. Blås i denna ende. Klipp av sugröret medan du blåser och spela en melodi.

13 Svävande boll Använd en fläkt och prova att få olika bollar att sväva Kan du ha flera bollar svävande samtidigt? Kan du luta på hårtorken? Kan du fånga en ballong? (Tips: Lägg ett mynt i ) Kan du använda ett sugrör som fläkt? Använd ett sugrör som du kan böja 90 grader och fånga en boll/kula ovanför den uppåtböjda delen.

14 Aluminiumplatta + trä/plast platta Vilken känns varmast resp kallast? Mät temperaturen med en termometer. Vad visar dessa? Vad är temperatur och varför känns temperaturen olika? Om du skulle lägga en isbit på varje platts. Vilken isbit tror du skulle smälta snabbast? Lägg en isbit på varje platta. Vilken smälter snabbast? Känn på underlaget under plattorna. Vad känner du? Förklara!

15 Ett antal försök att förklara: Stålkulor Slå två stålkulor mot varande och håll ett papper emellan. Vad händer? Lukta gärna på hålet så känner du brandrök. Sätt aluminiumfolie emellan. Vad händer? Magnetisk accelerator. Tre stålkulor på en rullbana. Släpp en magnetsik kula. Släpp den femte kulan och låt den träffa den magnetiska. Förklara. Glad och leden boll Studsa de båda bollarna. Vad händer? Varför? Prova att rulla bollarna nedför en backe ex en bordsskiva. Vad händer? förklara. Låt bollarna ligga i frysen minst en timme. Prova nu att studsa. Vilken studsar nu högst? Förklara. Doppler Lägg en liten högtalare i en softboll. Kasta den genom klassrummet och upplev dopplereffekten. Energy ball Ställ er i en ring och håll varandras händer. Håll en energy ball mellan två av er. Låt ett par släppa varandras händer och sedan peta på händerna, näsan etc. För att bollen ska låta krävs en sluten krets och strumpor/skor/golv har för hög resistans

16 Bollar liggandes på varandra Lägg en till tre bollar på varandra där den största ligger längst ned. Släpp alla så den största landar på golvet med de andra fastsittande i ett torn. TipS Doppa stången i såpvattnet, så att den övre, röda bollen glider lätt på stången. Håll bollarna som på bilden och släpp paketet så lodrätt som möjligt. Vad händer? Förklara! Vid studsen bevaras rörelsemängden mv för hela systemet. För en boll är rörelsemängden p i = m i, v i, i=1, 2, 3, 4. Man kan välja massorna mi så att all den rörelseenergi bollarna fått vid fallet ges över till den röda bollen, De andra tre bollarna stannar då på golvet. I det ideala fallet (ingen friktion) fås:

17 3D glasögon Hur fungerar 3D glaögon (och projektorn)? Prova att använda 3D-glasögon från biografer och vänd dem åt alla möjliga håll samt bak och fram. Hur fungerar de och en tillhörande filmprojektor? Hint: Vad är polariserat ljus? Linjärpolariserat? Cirkulärpolariserat?