Fräna experiment

I dagens laboration utfördes tre olika experiment. För att se hur dessa experiment gick till se bild 1, 2 och 3. 

Bild 1. Elektrisk fält

Bild 2. Elektrisk pendel

Bild 3. Laddade plattor

Hur skriver man en metoddel rent språkligt?

I detta inlägg kommer jag förklara skillnaderna mellan en talspråklig- och en mer formell-metoddel.

Videon ovan är experimentet jag har beskrivit i texterna nedanför.

Talspråk:

I det här experimentet använde jag en bana som jag lutade på ett stativ. Därefter satte jag fast ett banstopp i den nedre änden av banan och en rörelsesensor högst upp. Jag mätte sedan vinkeln på den lutande banan. Med hjälp av ett interface registrerades först vagnens startposition när den stod still med fjädern ute på datorprogrammet PASCO. Sedan tryckte jag in fjädern för att sedan slå på vagnen så att den åkte iväg. Dessa rörelser registrerades på Pasco.

Formell:
Med hjälp av ett stativ lutades en bana och därefter sattes ett banstopp och en rörelsesensor i varsin ände på banan. Vagnen som användes under experimentet hade en fjäder. Med fjädern ute i ett stillastående läge mättes dess startposition på datorprogrammet PASCO i cirka 10sek. Därefter trycktes fjädern in och genom ett slag på vagnen började den röra på sig. Dessa rörelser registrerades återigen på datorprogrammet Pasco.

Skillnader:

En talspråklig text uppfattas oftast mer personlig då man använder sig av ”jag”, ”vi”. Då syftar man tillbaka på människan som utförde experimentet och det blir en aning svårare att förstå hur man ska utföra experimentet. I en formell text skrivs det i passiv form. Dvs. ”lutades” istället för ”jag lutade”.

Generellt i både en talspråkig- och formell-metod är att skriva det som är mest nödvändigt för att experimentet ska kunna återupprepas. Detta gör man för att texten ska bli koncist, och enkel att följa med.

Stämmer Newtons andra lag?

Inledning:
Syftet med laborationen är att utföra en experimentell hypotesprövning. Där vi ska motbevisa Newtons andra lag.

Teori:
Newtons andra lag är: ”den kraft F som verkar på en kropp är proportionell mot kroppens massa och mot kroppens acceleration a”. Detta är ett samband mellan acceleration och kraft. Där F=m*a

Utförande:
För att utföra experimentet byggdes ett lutande plan, som vi sedan beräknade lutningen på för att kunna förutse vilken acceleration vagnen kommer att ha. Med hjälp av ett interface och en rörelsedetektor registrerades vagnens acceleration på datorprogrammet PASCO.
Till skillnad från tidigare experiment var rörelsedetektorn placerad på banans topp. Detta gjorde vi för att få säkrare mätvärden, då vagnen endast skulle påverkas av gravitationskraften och inte utav en startkraft från handen.

Bild1. Denna bild visar all utrustning som användes under experimentet. 

Video 1. Videon visar hur det såg ut när vi utförde experimentet.

Förutsägelse:

Bild 2. På bilden ovan ser ni hur man kom fram till sambandet a=gsin α 

Lutningen på banan: 

α = 8

sin 8 * 9,82= 1,36

Tabell 1. Bilden ovan visar vagnens acceleration vid 10 olika omgångar.

Analys

Medelaccelerationen räknades ut på en grafräknare. Jag adderade de olika resultaten och dividerade det sedan på antalet resultat (10). Detta ger:

Medelaccelerationen= 1,362

Med hjälp av en grafräknare räknades även ut en standardavvikelse:

σ= 0,015

För att räkna ut standardosäkerheten tas:

µ= σ /√n

Detta ger:

0.015/√10= 0.005

Jag får därmed en medelacceleration på 1,362 och en standardosäkerhet på 0,005. Detta ger:

1,362±0,005

Dvs. alla de värden som befinner sig inom detta intervall, bekräftar att Newtons andra lag stämmer.

Slutsats:

Vår förutsägelse gav att accelerationen skulle vara 1,36m/s^2. Vilket stämmer överens med resultatet. Utifrån den här undersökningen kan jag bekräfta att Newtons andra lag stämmer.

Felkällor:
När vi släppte vagnen kan de ha påverkats av en kraft från handen vilket kan ha påverkat resultaten. Det var även svårt att få den exakta vinkeln mellan bordsytan och det planet. Dessa felkällor hade dock en väldigt liten påverkan på våra resultat, då våra resultat verkar trovärdiga. 

Samband mellan S-T- och V-T- diagram

Bild1. Banan vagnen åkte på

Syftet med laborationen är att undersöka kopplingen mellan en accelererad rörelse och motsvarande s-t respektive v-t-diagram, samt olika samband mellan dessa diagram.

Material:

Vagn, bana, banstopp, usb interface(passport), rörelsesensor,

Med hjälp av en projektor byggdes ett lutande plan. Det
lutande planet hade en sensor i ena änden och en vagn i den andra.  Med hjälp
av ett usb passport (interface i usb version) registrerades
vagnens olika värden på datorprogrammet Pasco.

Resultat:

Denna tabell beskriver antal meter ifrån sensorn, samt vagnens hastighet vid olika lägen 

Ur tabellen ovan kan man utläsa vagnens hastighet i meter/s vid en viss sträcka. Det går även att utläsa vagnens vändpunkt. Ur nummer 28 utläses att vagnen befinner sig 1,74m ifrån sensorn med en hastighet på 0,09m/s. Mellan nummer 28 och och 29, är vagnens hastighet 0 m/s och detta betyder att vagnen har nått sin vändpunkt och befinner sig i ett stillastående läge. Ur nummer 29 utläses att vagnen befinner sig 1,74 m ifrån sensorn med en hastighet på -0,01 m/s. Anledningen till att hasigheten är negativ beror på att vagnen åker emot sensor, då den förbestämda positiva riktningen är ifrån sensorn.

Bild 2. Vagnens hastighet innan vändpunkten

Bild 3- Vagnens hastighet efter vändpunkt

Utifrån bild 2 och 3 ovan , så kan man se vagnens hastigheten i meter/s. Vagnens åkte med en hastighet på 0.31m/s, innan vändpunkten. Vagnens hastighet efter vändpunkten är -0.23m/s (bild 3). Anledningen till att hastigheten är negativ beror på vad man bestämmer är positiv riktning, i detta fall betyder det att vagnen åker tillbaka mot sensorn. Vagnens hastighet går att räkna ut ifrån S-T diagrammet. Då tas
S_2-S_{1 = V}
Uträkning av förflyttningen i S-T diagrammet innan vagnens vändpunkt (vertex) blir då:
1.67-1.36=0.31m/s,
vilket stämmer överens med förflyttningen i V-T diagrammet.
Efter vagnens vändpunkt följer samma princip ΔS, S_1-S₂

1.45-1,68= -0,23m/s
Detta stämmer också överens med förflyttningen i V-T diagrammet.
Detta samband stämmer överens vid samma tidsintervall.

PASCO TESTRUN

Bild 1. 

Syftet med dagens laboration är att få en förståelse för hur man:

• registrera en vagns rörelse längs en känd bana med hjälp av en digital rörelsesensor
  
• bearbeta data i aktuell programvara
• presentera denna rörelse i ett s-t-diagram, där s är vagnens läge och t är tiden
• tolka och jämföra olika s-t-diagram
  

Material och laboration
Vi använde oss av datorprogrammet Pasco där graferna samt tabellen skapades samt en bana där en vagn åkte. Banan hade ett vagnstop i ena änden och en rörelsedetektor i den andra. Rörelsedetektorn fungerar som en sensor som registrerar rörelse som vagnen tillför, med hjälp av apparaten Interface förs värdena över till datorn. (Bild 1.)

Resultat

Ur grafen nedan kan man utläsa vagnens m, t och b värde (mt+b), detta kan liknas vid ekvationen kx+m. Där b värdet är vagnens läge dvs. antal meter ifrån sensorn då vagnen har börjat rulla, m är vagnens hastighet som har mätts i meter/sekund och t är tiden, dvs. antal sekunder som har gått vid en viss sträcka. Ur bild 2 kan man utläsa att vagnens startpunkt är 0,172m och hastigheten 0,735 m/s. Detta ger formeln: s= 0,735t+0,172. Denna formel är endast giltig för den del av sträckan då hastigheten är konstant.

Bild 2

Bild 3

Jämförelse.

Mina resultat visar att vagnen startade vid 0,172 m och rörde sig med en hastighet 0,735m/s. Anledning till att mina värden är annorlunda jämfört med Emma och Vendela är på grund av att vi startade sensorn vid olika sträckor på banan. Emma startade sin vagn 0,58 m ifrån censorn och vagnen hade en hastighet på 0,577m/s. Anledningen till varför våra hastigheter på vagnarna skiljer sig åt beror på utgångskraften som vagnen får. 

Emmas blogg: http://hallonelefanten.blogspot.se/
Vendelas blogg: http://vendelasfysik.blogspot.se/

Sambandet mellan massa och tyngdkraft

Syftet med dagens laboration var att hitta ett samband mellan tyngdkraft (F) och massa (m).

Massan hos fem olika vikter mättes med hjälp av en våg samt mättes vikternas tyngdkraft med hjälp av en dynamometer som sedan fördes in i en tabell (se bild 1 & 2.). Massan mättes i kilogram (kg) och tyngdkraften mättes i Newton (N). 

Vikterna hade massan 11g, 20g, 50g, 99g och 396g och tyngderna 0.1N, 0, 195N, 0,49N, 0,99N och 3,9N (se bild 1). Dessa värden fördes sedan in i en grafräknare och vi fick fram ett a-värde som är linjens lutning, detta betyder att sambandet mellan tyngdkraften och massan är 9,85 N/kg (se bild 3). 

Bild 1

Bild 2

Bild 3