9 svar
777 visningar
Gulnigar_yeye behöver inte mer hjälp
Gulnigar_yeye 312
Postad: 30 apr 2021 19:29

Energi principen

Hej! Vi gjorde en laboration som gick ut på att bevisa energiprincipen, där den totala mekaniska energin aldrig ändrades, utan växlades mellan potentiell och kinetisk energi. 

Laborationen var uppbyggd som så att en vagn och en vikt fästes vid varsin sida av en pappersremsa, som löpte genom en tempograf. Vagnen stod på en bord med tempografen på kanten och vikten skulle få falla fritt. När vikten föll skulle vagnen följa med, samtidigt som tempografen markerade punkter på remsan (100 punkter/sekund). 

Vi skulle alltså beräkna den potentiella och den kinetiska energin för vikten och vagnen vid två tillfällen. En när vikten inte hade släppts och den andra när vikten slog emot marken. Hur jag än räknar så får jag inte att den totala energin vid de två tillfällena är samma (vilket den ska vara enligt energi principen ), är det någon som har intresset att hjälpa mig?! 

viktorzenk 190
Postad: 30 apr 2021 21:51

Gärna! Vill du visa hur du har räknat hittills? :)

Gulnigar_yeye 312
Postad: 30 apr 2021 22:31

ÅHH TACK! Ok, så vi har markerat var 5:e punkt på pappersremsan. Det tar 50ms för tempgrafen att skriva ut det, sträckan mäter vi med en linjal. 
När vikten fortfarande är stilla vid tempografen finns ju ingen kinetisk energi då systemet inte rör sig, däremot har vikten en potentiell energi, så här räknade vi ut den: 

Ep = mgh. m=500g. g=9,82m/s2. h=86,2 cm ==> Ep= 0,500*9,82*0,62=4,23242

När vi räknar ut andra mätpunkter då vikten faller fritt och det både finns potentiell och kinetisk energi tar vi summan av potentiell energi för vikten (mgh, höjder vet vi då vi tar 86,2 - det sträcka som vikten har fallit vid den tidpunkten), kinetisk energi för vikten och kinetisk energi för vagnen (mv2/2). Vid beräkning av den kinetiska energin har både vikten och vagnen samma hastighet men olika massa, vagnen väger 250g och bilen 500g. 

Vid den sista mätpunkten finns ingen potentiell energi då vikten har fallit till marken. Den mekaniska energin utgörs då bara av den kinetisk energi av vagnen och av vikten. Vid den sista mätpunkten hade det gått 660ms och 862mm, vilket ger hastigheten 862/660= 1,31m/s. 

Ek(vagn)= 0,25*1,312/2=0,2145

Ek(vikt)= 0,5*1,312/2= 0,4290

Men summan av de blir ju inte 4,23242 som det var från början. 

Dr. G Online 9450
Postad: 30 apr 2021 22:47

Du verkar räkna ut hastigheten i botten som 

v=stv = \dfrac{s}{t}

istället för 

v=ΔsΔtv = \dfrac{\Delta s}{\Delta t}

viktorzenk 190
Postad: 30 apr 2021 22:49

Det mesta ser toppen ut!

När du räknar ut hastigheten tolkar jag det dock som att du tar hela sträckan delat med hela tiden. Det du får då är medelhastigheten för hela rörelsen, alltså inte hastigheten som systemet har vid den sista mätpunkten.

Istället kan du använda skillnaden i sträcka mellan de två sista prickarna, och dela med tiden mellan dem (10ms). Då borde hastigheten och rörelseenergin bli högre, förhoppningsvis i närheten av potentiella energin du hade från början :)

Gulnigar_yeye 312
Postad: 1 maj 2021 17:38

JUST JA! Men nu när jag provräknar blir värdet mycket större. För att räkna ut momentanhastigheten i den sista punkten tog jag 862 mm (skillnaden i sträcka) delad på 50ms (skillnaden i tid från föregående mätningspunkt), för vi räknade var 5:e punkt. 

862/50=17,24 

Ek(vagn)= 0,25*17,242/2 = 74,3044. BETYDLIGT större än den potentiella energin i början. 

Vad är de som blir fel nu då :( Eller är det så att sträckan måste var skillnaden från föregående mätningspunkt? Då ligger det risigt till, för det är nämligen så att vi bara uppmätte 6 mätpunkter, hoppade över några punkter och mätte slutpunkten. 

viktorzenk 190
Postad: 1 maj 2021 18:19

Precis, det stämmer att det är sträckan mellan sista punkterna som ska mätas. Då blir det kanske knepigt, om du inte kan få tag i remsan och mäta igen eller göra om experimentet.

Det du skulle kunna göra för skojs skull (även om det inte uppfyller labbeskrivningen) är att utgå från att energiprincipen gäller, och utifrån det beräkna hur långt avståndet mellan sista prickarna borde vara. Så visar du ju att du har förstått sambanden :) 

Gulnigar_yeye 312
Postad: 1 maj 2021 19:04

Sant! Remsan har vi tyvärr slängt, men annars kan jag väl räkna den mekaniska energin för de andra 6 mätpunkterna, vilket blir potentiella energin för vikten + kinetiska energin för vikten + kinetiska energin för vagnen. Summan av de bör väl bli samma som den mekaniska energin från början. 

viktorzenk 190
Postad: 1 maj 2021 19:54

Det är sant, kör på det! 

Gulnigar_yeye 312
Postad: 1 maj 2021 20:28

Yes! Tack så JÄTTE mycket för hjälpen!!

Svara
Close