Laboration 1 Mekanik baskurs

Relevanta dokument
Laboration 2 Mekanik baskurs

Laboration 1 Mekanik baskurs

Rotationsrörelse laboration Mekanik II

Laboration 2 Mekanik baskurs

INSTITUTIONEN FÖR FYSIK OCH ASTRONOMI. Mekanik baskurs, Laboration 2. Friktionskraft och snörkraft

Ballistisk pendel laboration Mekanik II

Laboration 4 Mekanik baskurs

Krafter och Newtons lagar

Sid Tröghetslagen : Allting vill behålla sin rörelse eller vara i vila. Bara en kraft kan ändra fart eller riktning på något.

Laborationsrapport. Joseph Lazraq Byström, Julius Jensen och Abbas Jafari Q2A. 22 april Ballistisk pendel

Planering mekanikavsnitt i fysik åk 9, VT03. och. kompletterande teorimateriel. Nikodemus Karlsson, Abrahamsbergsskolan

Krafter och Newtons lagar

Övningar Arbete, Energi, Effekt och vridmoment

Laboration: Krafter och Newtons lagar

Basåret, Fysik 2 25 februari 2014 Lars Bergström

Projekt: Filmat tornfall med modell av tornet. Benjamin Tayehanpour, Adrian Kuryatko Mihai

Ord att kunna förklara

Mekanik FK2002m. Kraft och rörelse I

Prov Fysik 1 Värme, kraft och rörelse

Repetitionsuppgifter i Fysik 1

RÖRELSE. - Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt.

Mekanik Laboration 2 (MB2)

Kursupplägg Vecka 11-19

Magnetiska fält laboration 1FA514 Elektimagnetism I

SVÄNGNINGSTIDEN FÖR EN PENDEL

HÅLLFASTHETSLÄRA Hållfasthetslärans grundläggande uppgift är att hjälpa oss att beräkna dimension och form hos en konstruktion så att den vid

MEKANIKENS GYLLENE REGEL

Kraft, tryck och rörelse

Mekanik Föreläsning 8

Laboration 1 Nedslagskratrar

= + = ,82 = 3,05 s

Prov Fysik 2 Mekanik

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

(Eftersom kraften p. g. a. jordens gravitation är lite jämfört med inbromsningskraften kan du försumma gravitationen i din beräkning).

7,5 högskolepoäng. Provmoment: tentamen. Tentamen ges för: Högskoleingenjörer årskurs 1. Tentamensdatum: Tid:

Att använda accelerationssensorn i en smarttelefon/surfplatta för att göra mätningar

e 3 e 2 e 1 Kapitel 3 Vektorer i planet och i rummet precis ett sätt skrivas v = x 1 e 1 + x 2 e 2

Datum: , , , ,

När du har arbetat med det här ska du kunna: förklara vad som menas med en rörelse genom att ge exempel på hastighet, acceleration och fritt fall.

Grundläggande om krafter och kraftmoment

Lösningar Kap 11 Kraft och rörelse

BASFYSIK BFN 120. Laborationsuppgifter med läge, hastighet och acceleration. Epost. Namn. Lärares kommentar

9-2 Grafer och kurvor Namn:.

STOCKHOLMS UNIVERSITET FYSIKUM

Introhäfte Fysik II. för. Teknisk bastermin ht 2018

I stötuppgifterna bortser vi från den impuls som yttre krafter ger under själva stöttiden.

Hållfasthetslära. Böjning och vridning av provstav. Laboration 2. Utförs av:

Working with parents. Models for activities in science centres and museums

SKOLORNAS FYSIKTÄVLING

Labboration 2. Abbas Jafari, Julius Jensen och Joseph Byström. 22 april Rotationsrörelse

Relativitetsteori, introduktion

Upp gifter. 1. På ett bord står en temugg. Rita ut de krafter som verkar på muggen och namnge dessa.

Det finns olika typer av krafter och alla mäts med enheten newton. Enheten newton förkortas med stort N.

Ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Mekanik FK2002m. Kinetisk energi och arbete

Allmänt om kraft. * Man kan inte se, känna eller ta på en kraft, men däremot kan man se verkningarna av en kraft.

INSTITUTIONEN FÖR FYSIK OCH ASTRONOMI. Mekanik baskurs, Laboration 1. Bestäm tyngdaccelerationen på tre olika sätt

Experimentella metoder 2013, Räkneövning 3

Kollisioner, rörelsemängd, energi

TENTAMEN. Linje: Tekniskt-Naturvetenskapligt basår Kurs: Fysik A Hjälpmedel: Miniräknare, formelsamling. Umeå Universitet. Lärare: Joakim Lundin

Labbrapport svängande skivor

Instuderingsfrågor Krafter och Rörelser

BFL122/BFL111 Fysik för Tekniskt/ Naturvetenskapligt Basår/ Bastermin Föreläsning 10 Relativitetsteori den 26 april 2012.

Arbete Energi Effekt

Repetition Mekanik Fy2 Heureka 2: kap. 2, 3.1-3, version 2016

Fysikaliska modeller. Skapa modeller av en fysikalisk verklighet med hjälp av experiment. Peter Andersson IFM fysik, adjunkt

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Krafter. Jordens dragningskraft, tyngdkraften. Fallrörelse

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)

Introduktion till Biomekanik, Dynamik - kinetik VT 2006

Finns det över huvud taget anledning att förvänta sig något speciellt? Finns det en generell fördelning som beskriver en mätning?

Hur kan en fallskärm flyga?

Prov Fysik 2 Mekanik

Övningar för att lära sig handha Handdatorn (Pasco Xplorer GLX datalogger)

Lösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Det här ska du veta. Veta vad som menas med kraft och i vilken enhet man mäter det i. Veta vad som menas motkraft, bärkraft, friktionskraft

Tentamensskrivning i matematik GISprogrammet MAGA45 den 23 augusti 2012 kl 14 19

LABKOMPENDIUM. TFYA76 Mekanik

AKTIVITETER VID POWERPARK/HÄRMÄ

Experimentella metoder 2014, Räkneövning 1

exempel på krafter i idealiserade situationer, som till exempel i Slänggungan / Kättingflygaren eller Himmelskibet.

tentaplugg.nu av studenter för studenter

MEKANIK LABORATION 1 REVERSIONSPENDELN. FY2010 ÅK2 vårterminen 2007

3. Om ett objekt accelereras mot en punkt kommer det alltid närmare den punkten.

Laboration: Roterande Referenssystem

Del A: Begrepp och grundläggande förståelse

YTTERLIGARE information om regler angående A- och B-uppgifter finns på sista sidan. LYCKA TILL! Program och grupp:

Svar och anvisningar

Ingenjörsmetodik IT & ME 2011 Föreläsning 11

Experimentella metoder, FK3001. Datorövning: Finn ett samband

=v sp. - accelerationssamband, Coriolis teorem. Kraftekvationen För en partikel i A som har accelerationen a abs

ARBETE VAD ÄR DET? - Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt.

1. Beskriv Newtons tre rörelselagar. Förklara vad de innebär, och ge exempel! Svar: I essäform, huvudpunkterna i rörelselagarna.

Kapitel 4 Arbete, energi och effekt

Stockholms Universitet Fysikum Tentamensskrivning i Experimentell fysik för lärare 7.5 hp, för FK2004. Onsdagen den 14 december 2011 kl 9-14.

Uppdrag för LEGO projektet Hitta en vattensamling på Mars

TENTAMEN. Umeå Universitet. P Norqvist och L-E Svensson. Datum: Tid: Namn:... Grupp:... Poäng:... Betyg U G VG ...

Biomekanik, 5 poäng Introduktion -Kraftbegreppet. Mekaniken är en grundläggande del av fysiken ingenjörsvetenskapen

Övningar i att använda Handdator (Pasco Xplorer GLX datalogger)

Transkript:

Laboration 1 Mekanik baskurs Utförs av: William Sjöström Oskar Keskitalo Uppsala 2014 11 27

Introduktion När man placerar ett föremål på ett lutande plan så kommer föremålet att börja glida längs med planet, förutsatt att friktionen inte är för stor. Genom att studera föremålets rörelse kan man bestämma tyngdaccelerationen, g, genom att använda Newtons andra lag (F = m*a) och formel F=m*g*sin( θ ). Syftet med arbetet är att räkna ut tyngdaccelerationen i Uppsala. Teori Vi vill med hjälp av en laboration räkna ut jordens tyngdaccleration, g. Vår teori är att om vi placerar ett friktionsfritt föremål med en massa, m i en sluttning så kommer jordens tyngdacceleration accelerera föremålet mot jorden. Jordens gravitationskraft kommer alltså att vilja accelerera föremålet rakt mot jorden. Men eftersom att det är en sluttning i vägen, så måste föremålet även accelereras i sidled för att närma sig jorden. Man kan tänka sig att kraften, G, som påverkar föremålet mot jorden delas upp i de två riktningar som är möjliga, en som är vinkelrät mot sluttningen och riktad nedåt och en som går nedåt i sluttningens plan. I laborationen kommer vi att anta att tyngdaccelerationen är densamma för föremålet under hela laborationen. Alltså kommer a, f, och G att ha samma värden oavsett hur långt föremålet har glidit längs sluttningen. Hastigheten v kommer däremot att öka desto längre föremålet har glidit. Se friläggningsdiagrammet nedan.

Formler: Vi vet att: F=m*g (Newtons andra lag) F a = m * g *sin( θ ) Från detta kan vi räkna ut formeln för a : F a = m * g *sin( θ ) a = g *sin( θ ) s = v * t där s är sträckan, v är hastigheten och t är tiden. F a är en resulterande kraft av G och f, vilket är a i bilderna ovan. Standardavvikelsen σ kan beräknas med formeln σ = Σ(gexp gmedel) 2 N, där gexp är g exp (de värden som laborationen gav på g ), gmedel är medelvärdet av de g exp som laborationen gav och N är antalet g exp värden som vi räknar med.

Metod Vi använde oss av en hjulförsedd vagn för att efterlikna ett friktionsfritt föremål. Vi lät tyngdacceleratonen accelerera vagnen (från stillastående) nedför ett lutande plan. Samtidigt mätte vi avstånd/tid med hjälp av en handdator med inkopplad lägessensor. Det lutande planet placerades på ett lodrät yta, så inte underlaget påverkar resultatet. Lägessensorn placerades så den kunde mäta rörelser hos föremål på det lutande planet. Det material som användes: En vagn Ett lutande plan En måttstock En handdator (Pasco xplorer GLX Datalogger) med en lägessensor 1. Vi räknade ut vinkeln θ genom att mäta höjden på den högsta punkten på det lutande planet och hur långt planet är. Genom att sedan ta arcsin ur höjden dividerat med längden får man fram vinkeln θ. 2. Sedan placerades vagnen höst upp på det lutande planet och släpptes fri så den fick rulla ner längs det lutande planet. Samtidigt mätte handdatorn och lägessensorn hur avståndet ökade med tiden. Handdatorn har en inbyggd funktion som med hjälp av s=v*t formeln kan ge oss mätresultatet i hastighet beroende av tiden. 3. Genom att ta skillnaden i hastighet från start till stop dividerat med tiden som vangen att rullar, så får man ut accelerationen, a. 4. Då man med hjälp av formeln a = g *sin( θ ) få ut ett värde för g. 5. Punkt 2 till 4 gjordes totalt 5 gånger för att kunna minimera fel och bestämma ett bra medelvärde på g. 6. Värdena på g och medelvärdet för g användes för att ta fram en standardavvikelsen σ.

Resultat Tabell 1 (nedan) är våra mätresultat från laborationen. Mätning nr Δv [m/s] Δt [s] g exp [m/s^2] 1 0,69 2,4025 9,47 2 0,78 3,5044 8,29 3 0,82 3,4045 8,93 4 0,76 3,6048 11,29 5 0,75 3,3041 12,25 Medelvärdet för g exp blev 9,89 m/s^2. Standardavvikelsen, σ, blev 1,5. Diskussion Enligt Lantmäteriets mätdata så har Smygehuk (södra Sverige) en tyngdaccleration på 9,82 m/s^2. I vår laboration blev medelvärdet för g exp 9,89 m/s^2, vilket alltså skiljer sig med 0,7 m/s^2 från Lantmäteriets uppmätta data i Smygehuk. Visserligen så bör det vara en något högre tyngdacceleration i Uppsala än i Smygehuk eftersom att jorden är formad som en ellips som är bredast kring ekvatorn och drar ihop sig mot nord och syd polen. Uppsala är alltså närmare jordens masscentrum än Smygehuk och påverkas således av en högre tyngdaccleration. Dessutom så minskar centrifugalkraften desto längre från ekvatorn man befinner sig. Men det är sannolikt vi själva som är den största felkällan till att vårt resultat skiljer sig från Lantmäteriets. Vi kan till exempel inte räkna ut det exakt värdet på θ genom att använda en måttsock som vi gjorde. Detta syns på standardavvikelsen, våra mätvärden varierar ganska mycket men vi får ändå ett rimligt svar. En annan bidragande faktor till att vår beräknade tyngdacceleration skiljer sig något från Lantmäteriets är att vi utförde laborationen med relativt simpel utrustning. Vi är nöjda med resultatet och känner oss definitivt trygga med att använda teorin i våra beräkningar. Vi kan även i Tabell 1 se att värdet på g exp varierar väldigt mycket mellan mätingarna Variationen kan till exempel bero på att något mät/avrundnings fel hos handdatorn och lägessensorn. Eller så kan det helt enkelt bero på att vi inte lyckades placera vagnen helt stilla i sluttningen (vi kan av misstag ha bidragit till för hög eller låg acceleration). Vi räknar även med att vagnen rullar friktionsfritt, vilket den självklart inte gör, och även om vagnens friktion inte är hög så påverkar det slutresultatet.

Källor 2014 11 30 http://www.lantmateriet.se/sv/kartor och geografisk information/gps och geodetisk matning/re ferenssystem/tyngdkraftssystem/tyngdkraften/