Eksperimentemne: Newtons anden lov
Formålet med eksperimentet: – At undersøge forholdet mellem kraft og acceleration
– Undersøgelse af forholdet mellem masse og acceleration
Værktøj og materialer: Skinner, strømforsyning, flerniveaubjælke, dynamiktog, tidsoptager, bånd, 50 grams lodder (3), forbindelseskabler.
Forberedelsestrin:
1. Saml skinnerne, og monter tidsregistreringsenheden som vist på billedet.
2. Placer dynamikvognen til højre for tidsoptageren. Placer en vægt oven på dynamikvognen.
3. Fastgør båndet til tidsoptageren, og tilslut enden af båndet til dynamikvognen.
4. Indstil strømforsyningsspændingen til 12 volt
5. Tilslut strømforsyningen til en strømkilde, og tænd for tidsregistreringsenheden.
6. Indstil tidsregistreringsenheden til at fungere korrekt
Eksperimentelt trin 1: Forholdet mellem kraft og acceleration
1. Placer skinnen på bordfladen.
2. Forbind 50 grams lasten til det dynamiske tog med gevind.
3. Tænd for tidsregistreringen
4. Slip lasten, så lasten falder frit og trækker det dynamiske tog.
5. Sluk tidsregistreringsenheden, når den dynamiske slæde ankommer til bunden af det skrånende plan, eller når lasten ankommer til gulvet.
6. Fjern tapen fra kredsløbet
7. Gentag eksperimentet med ladninger på 100 gram og 150 gram.
Data og dataanalyse 1:
Tidsinterval (t) = periode (T) = 1/f = 1/50Hz = 0,02 sekunder
50 Hertz er PLN-frekvensen.
Lastmasse = 50 gram = 0,05 kg
Belastningsvægt (trækkraft) = (0,05 kg) (9,8 m/s) = 0,49 N
|
Tidsinterval (sekunder) |
Afstand (cm) |
Hastighed (cm/sekund) |
Acceleration (cm/ sekund² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Gennemsnit |
||||
1. Mål afstanden mellem de to nærmeste punkter, indtast måleresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
2. Beregn hastigheden ved hjælp af formlen v = s/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
3. Beregn accelerationen ved hjælp af formlen a = v/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
Lastmasse = 100 gram = 0,1 kg
Belastningsvægt (trækkraft) = (0,1 kg) (9,8 m/s) = 0,98 N
|
Tidsinterval (sekunder) |
Afstand (cm) |
Hastighed (cm/sekund) |
Acceleration (cm/ sekund² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Gennemsnit |
||||
1. Mål afstanden mellem de to nærmeste punkter, indtast måleresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
2. Beregn hastigheden ved hjælp af formlen v = s/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
3. Beregn accelerationen ved hjælp af formlen a = v/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
Lastmasse = 150 gram = 0,15 kg
Belastningsvægt (trækkraft) = (0,15 kg) (9,8 m/s) = 1,47 N
|
Tidsinterval (sekunder) |
Afstand (cm) |
Hastighed (cm/sekund) |
Acceleration (cm/ sekund² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Gennemsnit |
||||
1. Mål afstanden mellem de to nærmeste punkter, indtast måleresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
2. Beregn hastigheden ved hjælp af formlen v = s/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
3. Beregn accelerationen ved hjælp af formlen a = v/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
Eksperimentelt trin 2: Forholdet mellem masse og acceleration
1. Placer skinnen på en bordflade. Læg en vægt på 50 gram oven på det dynamiske tog.
2. Forbind 100 grams lasten til det dynamiske tog med gevind.
3. Tænd for tidsregistreringen
4. Slip 100 grams vægten, så vægten falder frit og trækker dynamiktoget.
5. Sluk tidsregistreringsenheden, når den dynamiske slæde ankommer til bunden af det skrånende plan, eller når lasten ankommer til gulvet.
6. Fjern tapen fra kredsløbet
7. Gentag eksperimentet ved at lægge 100 gram og 150 gram oven på dynamikvognen.
Data og dataanalyse 1:
Tidsinterval (t) = periode (T) = 1/f = 1/50Hz = 0,02 sekunder
50 Hertz er PLN-frekvensen.
Lastmasse = 50 gram = 0,05 kg
|
Tidsinterval (sekunder) |
Afstand (cm) |
Hastighed (cm/sekund) |
Acceleration (cm/ sekund² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Gennemsnit |
||||
1. Mål afstanden mellem de to nærmeste punkter, indtast måleresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
2. Beregn hastigheden ved hjælp af formlen v = s/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
3. Beregn accelerationen ved hjælp af formlen a = v/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
Lastmasse = 100 gram = 0,1 kg
|
Tidsinterval (sekunder) |
Afstand (cm) |
Hastighed (cm/sekund) |
Acceleration (cm/ sekund² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Gennemsnit |
||||
1. Mål afstanden mellem de to nærmeste punkter, indtast måleresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
2. Beregn hastigheden ved hjælp af formlen v = s/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
3. Beregn accelerationen ved hjælp af formlen a = v/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
Lastmasse = 150 gram = 0,15 kg
|
Tidsinterval (sekunder) |
Afstand (cm) |
Hastighed (cm/sekund) |
Acceleration (cm/ sekund² ) |
|
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
0,02 |
||||
|
Gennemsnit |
||||
1. Mål afstanden mellem de to nærmeste punkter, indtast måleresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
2. Beregn hastigheden ved hjælp af formlen v = s/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
3. Beregn accelerationen ved hjælp af formlen a = v/t, indtast beregningsresultaterne i datatabellen, og analyser dataene.
Diskussion:
1. Hvad er forholdet mellem kraft og acceleration, jo større kraft, desto større acceleration?
2. Hvad er forholdet mellem masse og acceleration, jo større masse, desto større acceleration?
Konklusion
Angiv din konklusion.
