naturfag.no blir utvikla av Nasjonalt senter for naturfag i opplæringa
Kontakt oss: post@naturfag.no Ansvarleg redaktør: Merethe Frøyland
Personvernerklæring
Tilgjengelegheitserklæring
Forsøk og praktisk arbeid
Passer for
- fysikk 2
Tidsbruk
- 30 minutt
Bevaring av bevegelsesmengde
Hensikten med denne øvelsen er å måle bevegelsesmengde før og etter et elastisk støt, og sammenlikne med teoretiske verdier.
Teori
At bevegelsesmengden bevares kan uttrykkes med likningen:
m1v1f + m2v2f = m1v1e + m2v2e
Framgangsmåte
Lysportene brukes til å måle farten før og etter støtet for hver av vognene. Sett opp utstyret som på figuren og la det være ca. 30 cm mellom lysportene.
Oppsett av DataStudio og logging (PASCO Science Workshop)
Kople sammen alt utstyret og start DataStudio.
|
Knapper som skal trykkes på/klikkes på Dobbeltklikk hvis kursiv |
Forklaringer |
| Sett opp et eksperiment | Start et nytt eksperiment |
| Lysport Lysport |
Dobbeltklikk på "Photogate" 2 ganger i lista over digitale sensorer. |
| Oppsett tidsmåler | Klikk på "Oppsett tidsmåler" i menylinja øverst i Oppsett-vinduet. |
| Blokkert Ikke blokkert |
Klikk på den lille knappen med en trekant ved siden av lysportikonet til venstre merket "Inng". Velg "Blokkert" og deretter ”ikke blokkert”. Dette gjør at lysport 1 måler tida fra den blokkeres til den åpnes igjen. |
| Ny Blokkert Ikke blokkert |
Skifter til "Tidsmåler 2". Gjenta det samme for den andre lysporten. |
| OK | Klikk til slutt på OK-knappen nederst til høyre i vinduet for timerinnstillinger. |
| Kalkulator | Nå skal vi definere variablene for fart og bevegelsesmengde. |
| v1=0.1/x | Vi bruker den svarte stripa på 10 cm til å blokkere lysportene. Skriv v1=0.1/x i den hvite tekstboksen i kalkulator-vinduet. |
| Variabler | Nå må vi definere x. Klikk på den lille knappen under "Variabler". |
| Data fra målinger | Velg "Data fra målinger" i den lille menyen som dukker opp. |
| Tidsmåler 1 OK |
Velg "Tidsmåler 1" og "OK" |
| Aksepter | |
| Ny | |
| v2=0.1/x | Gjenta det samme med farten til den andre vogna. |
| Variabler | |
| Data fra målinger | |
| Tidsmåler 2 | x skal nå være tida målt med den andre lysporten |
| OK | |
| Aksepter | |
| Ny | Nå skal vi definere variablene for de to bevegelsesmengdene. |
| p1=0.5*x | Vi definerer p1 = m1v1 idet vi antar at vognene har massen 0,5 kg. |
| Variabler Data fra målinger |
|
| v1 OK |
Nå skal x være lik variabelen v1. |
| Aksepter | |
| Ny | |
| p2=x*0.5 | Definer på samme måte p2=m2v2 |
| Variabler Data fra målinger |
|
| v2 - OK | og definer x = v2. |
| Aksepter | Etter å ha klikket på "Aksepter" kan du lukke Kalkulator-vinduet. |
| Tabell |
Dra "Tabell"-ikonet ut til høyre. Nå skal du lage en tabell der variablene v1, v2, p1 og p2 kommer i hver sin kolonne. |
| dra p1 til Varighet | Ta tak i variablen p1 i datavinduet til venstre i skjermbildet med musa, dra den til kolonneoverskriften ”Varighet” og slipp. (Kolonneoverskriften skal være markert med ramme rundt før du slipper.) |
| dra v1 til Tid | Dra variabelen v1 fra datavinduet til kolonneoverskriften "Tid" og slipp. |
| dra Tidsmåler 2 til tabellen | Dra "Tidsmåler 2" fra datavinduet og slipp et eller annet sted i tabellen under overskriftene. |
| dra p2 til Varighet | Gjenta prosessen ovenfor med p2 og v2. |
| dra v2 til Tid |
Tabellen skal nå se slik ut:
| p1 vs v1 | p2 vs v2 | ||
| v1 | p1 | v2 | p2 |
Første rad vil nå vise fart og bevegelsesmengde før støtet. Andre rad vil vise fart og bevegelsesmengde etter støtet.
Gjennomføring
Start datalogging og send bilene mot hverandre på banen slik at de passerer gjennom hver sin lysport, kolliderer mellom lysportene, og passerer gjennom hver sin lysport igjen.
Stopp dataloggingen.
Gjenta forsøket noen ganger og skriv ut tabellen på skriveren.
Dataanalyse
Regn ut samlet bevegelsesmengde før og etter støtene og sett inn i tabellen:
| Forsøk | Bev.m. før støtet | Bev.m. etter støtet | % forskjell |
| 1 | |||
| 2 | |||
Spørsmål
- Sammenlikn bevegelsesmengde før og etter støtene. Stemmer måleresultatene med teorien?
- Hva kan finnes av årsaker til at vi får avvik fra teoretiske verdier?
Materialer og utstyr
- Datalogger med programvare
- 2 vogner med skjermer med veldefinert lengde
- 2 lysporter med stativ og festeutstyr
- Vekt
- Dynamikkbane eller luftputebane
Naturfaglig språk
Fagspesifikke begrep
-
Bevegelsesmengde
Er del av
Bakgrunnsstoff
Levert av
Seksjon for fysikkdidaktikk – "Skolelaboratoriet", UiO
Forfatter
Carl Angell
Forfatter
Øyvind Guldahl
Forfatter
Ellen K. Henriksen