Vetenskapslaboratoriet

 

Mekanik

1.1 Kaströrelse

Instruktioner i Pasco: “Ballistic Pendulum/Projectile Launcher“ (4 uppställningar). Sålunda syftar “P3“ på experiment nr. 3 i Pasco:s manual.

  1. Bestämning av kastvidden vid snett kast. Först bestäms begynnelsehastigheten vo. Den beräknade kastvidden jämförs med den experimentella. Variation: sedan eleverna bestämt vo placerar läraren ett mål framför kastapparaten och eleverna får räkna ut hur kastapparaten skall ställas in för att träffa målet. (P1 och P2)
  2. Kastvidden som funktion av elevationsvinkeln. (P3)
  3. *Projektilbana. En kula skjuts ut horisontellt och man studerar sambandet mellan horisontell och vertikal löpsträcka. (P4)
  4. Energiprincipen. Kinetisk och potentiell energi vid vertikalt kast mäts upp. (P5)
  5. Rörelsemängdens bevarande. En kula skjuts mot en stillastående kula och rörelsen efter kollisionen studeras i två dimensioner; elastisk/oelastisk stöt. (P6)
  6. *Maximal höjd vid kast mot vägg. En kula skjuts ut mot en vägg. Hur skall kastapparaten placeras och riktas in för att nå maximal höjd på väggen? Höjdpunkten kan teoretiskt beräknas med hjälp av derivata. (P7)
  7. Ballistisk pendel. Bestämning av projektilhastighet (approx. metod som bygger på energi- och rörelsemängdsbetraktelser. (P8)
  8. Ballistisk pendel. Bestämning av projektilhastighet (noggrannare metod, där tröghetsmoment och rörelsemängdsmoment kommer in. (P9)
  9. Ger elevationsvinklarna 30o och 60o samma kastvidd? (Demonstration) (P10)
  10. *Samma falltid för två samtidigt horisontellt utskjutna kulor med olika begynnelsefart? (Demonstration) (P11)
  11. *Skott genom ringar. Projektilbanan beräknas och ringar placeras ut med ledning av dessa beräkningar. Förutsätter att begynnelsefarten är känd. (Demonstration) (P12)
  12. *Elastiska och oelastiska kollisioner. Kollision mellan kula och den ballistiska pendeln rättvänd (oelastisk k.) resp. bakvänd (elastisk). (Demonstration) (P13)

1.2 Rotationsrörelse

Instruktioner i Pasco: “Complete Rotational System“ (4 uppställningar). T ex “P3“ syftar på experiment nr 3 i Pasco-manualen.

  1. *Rörelsemängdsmomentets bevarande. En kula skjuts ut och fångas upp i en fälla monterad på en roterande arm. (P1)
  2. *Tröghetsmoment för en punktmassa i cirkelrörelse. (P2)
  3. Centripetalkraft. Sambandet FC = mv2/r testas genom att massan, rotationsradien och centripetalkraften varieras. (P3)
  4. *Rörelsemängdsmomentets bevarande. Man minskar rotationsradien för en massa; den nya vinkelhastigheten förutsägs genom att förutsätta att rörelsemängdsmomentet bevaras. (P4)
  5. *Tröghetsmoment för cirkelskiva och ring. Rotation kring axel genom masscentrum vinkelrätt mot skivans/ringens plan. Beräknade och experimentella värden jämförs. (P5)
  6. *Tröghetsmoment för skiva. Rotation kring axel utanför masscentrum. (P6)
  7. *Rörelsemängdsmomentets bevarande. En icke-roterande ring släpps ned på en roterande skiva och den slutliga vinkelhastigheten jämförs med det beräknade. (P7)
  8. Roterande vattentank. Vattenytan får en parabolisk form under rotationen. Ur ytans krökning kan tyngdaccelerationen g bestämmas. (Pasco: “Rotational Acceleration Tank“ + tillägg.)
  9. Corioliseffekten (demonstration). Effekten illustreras med en vattenstråle i en roterande tank. (Pasco: “Coriolis Effect Accessory“)

(* betyder att experimentet ännu inte är helt utprövat)

 

Skapad av: Claudio Zucchelli
Stockholms Universitet
Fysikum.
Senaste updatering: 3 october 1996.