Parhams Lablog

April/2014

Tom Tits studiebesök 

I fredags var vi på studiebesök i Tom Tits museum. Där introducerade två KTH studenter som vägledde oss genom platsen. Vi gjorde ett experiment där vi tog reda på hastigheten av en kula som rullade ner för en lutande plan. Därefter så lärde vi oss lite om kraft från studenterna från KTH. De visade med hjälp av en loop i en bollbana där det krävdes hög kraft för att bollen skulle kunna passera.  Resten av dagen spenderades åt att gå en tipspromenad där vi fick pröva oss på en massa olika uppfinningar/experiment.

Laboration - v-t-diagram                                                               Mars/2014

Syfte

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 och förande:

Pasco programmet i ett s-t- och v-t-diagram

Vagn

Lutande bana

Interface

Dator

Rörelsesensor

Jag har arrangerat banan enligt instruktionerna genom att skapa en lutande bana med en rörelsesensor på ena änden och ett magnetstopp på den andra. Sedan registrerade jag vagnens rörelse i datorn med hjälp av interfacet som översatte rörelsesensorns syn över hela bilturen på banan till en graf. Med hjälp av Pasco programmet så kunde jag ta reda på flera speciella och detaljerade egenskaper för grafer som t.ex. areor och formler.

Resultat och jämförelse:

a-      Tre värden i diagrammen; före, vid och efter vagnens vändpunkt:

t (s)	s (m)	v (m/s)
0,4	1,19	1,01
2,15	1,196	-0,02
4	1,01	-0,99

Grafen visar att lutningen ändras efter bilens hastighet, d.v.s. lutningen ökar när vagnens hastighet accelererar och tvärtom (en accelererad rörelse). Vagnens accelererade rörelse stämmer med verkligheten. Före vagnens vändpunkt vid t= 0,400 s har bilen förflyttat sig 1,09 meter och hastigheten motsvarar 1,01 m/s. Vid vändpunkten har vagnen förflyttats 1,96 meter efter 2,150 sekunder och hastigheten minskade till nästan noll m/s därefter. 4 sekunder efter vagnens vändpunkt är hastigheten ca 0,99 m/s, hastigheten visar minus i grafen för att vagnen åker tillbaka på samma bana. 

a-      Vagnens momentanhastighet och hastighet vid samma tidpunkt i v-t-diagrammet. :

vagnens momentanhastighet

t (s)	s (m)	v (m/s)
0,3	0,99	1,06

s t diagramet visar vagnens accelererade rörelse. Om vi drar tangenten på tidpunkten 0,3 sekunder som även ligger förre vändpunkten och vi ser att tangentens lutning är lika med vagnens momentanhastighet på just tidpunkten 0,3 sekunder. Vagnen förflyttade 1,06 m i s-t diagram och v-t diagrammet visar att vagnens momentanhastighet är 1,06 m/s på tidpunkten 0,3 sekunder. v-t-diagrammet är en rak linje och vagnen hastighet motsvarar bilens förflyttning och accelerations rörelse.

a-      Arean under grafen mellan två tidpunkter innan och efter vagnens vändpunkt.: 

v-t-diagrammet visar hastigheten i olika tidspunkter och vi vet att arean under grafen ger information om vagnens hastighet. Förflyttningen av bilens rörelse skulle motsvara arean under grafen enligt formeln:

V. Δt = Arean (förflyttning) = Δs

Första grafen visar att area innan vagnens vändpunkt = 1,14 m/s.s ( mellan  m1= 0,7 och  m2=1,8 meter   )

Andra grafen visar att area efter vagnens vändpunkt =  1,18 m/s.s  ( mellan m3= 0,1 och m4= 1,2 meter )

Δs mellan m2- m1 = 1,8 – 0,7 = 1,1 m

Δs mellan m4- m3 = 1,2 – 0,1 = 1,2 m

Vagnens förflyttnings värde mellan dessa valda punkter är 1,1 och 1,2 meter som stämmer med värden på beräknade area på 1,14 och 1,18 m.s.   

a-      Kontroll av resultatet i s-t-diagrammet 

Resultaten stämmer bra med s-t-diagrammet. Areans värde är 1,02 och 1,01m.s. på dessa punkter vilket stämmer med arean i v-t-diagrammet (siffrorna avrundades och därför finns små diffar)

Resultat av kontroll: Arean under grafen motsvarar vagnens förflyttning genom banan.

Källor:

Fysiklektion, labbration och film, Daniel Barker

Sidor 76-77(hastighet), fysikboken

Parhams Fysikblogg

Vagns rörelse i andragradsfunktion

Inledning:

Syftet med laborationen var att praktisera andragradsfunktioner i verkliga situationer och presentera en vagns rörelse i ett s-t-diagram och beskriva hur funktionen hänger ihop med vagnens rörelse.

Material:

Rörelsesensor

Interface

USB-sladd

Leksaksbil

230 cm lång bana ( 30 grader lutning)

En stol (för att få lutningen på banan)

Dator

Pasco capstone program

Gradcirkel

Genomförande;

Jag har koppla upp utrustningen och installerade utrustningen. Därefter kopplade jag in dator till interfacet så att jag skulle kunna få en graf. Sedan filmade vi in vagnens rörelse efter att ha startat och kört den på en 30 grader lutning banan.

Sen det var dags att ställa in tabell och diagram så att de visar läge och tid. Jag har beräkna funktionens nollställen med hjälp av P, q formen och har kommit fram till symmetrilinjens ekvation till sist räknade fram vertex koordinater och största värde 

Resultat: 

Grafens andragadsfunktion

Grafens andragadsfunktion
Y = - 0,97 t2 + 3,35t - 0,87
Funktionens nollställen	Symmetrilinjens ekvation	Vertex koordinator , största värde
Funktionens nollställen	Symmetrilinjens ekvation	Vertex koordinator , största värde
A = -0,97	P= B/2=1,67	Y = - 0,97 t2 + 3,35t - 0,87
B = 3,35
C = -0,87	t = 1,67 s	Y = - 0,97 (1,67 * 1,67) + 3,35 * 1,67 - 0,87
-0,97 t2 + 3,35t - 0,87 = 0		Y = 2,03 m
t2- 3,45 t + 0,89 =0
t = 1,67± 1,37		Koordinator av Vertex =  ( 1,67  ,  2,03  )
t1 = 3,04
t2 = 0,3

Analys:
Funktionen hänger ihop med vagnens rörelse genom att beräkning av Y= 2,03 m visas tidligt i grafen (Vertex koordinator) som stämmer korrekt i verkligheten. Grafens nollställen stämmer också korrekt (det finns små skillnader pga avrundning av tal i beräkningar), grafen visar att vagnens rörelse började från (t1) när tiden var ca 0,3 sekunder och stannade vagnen efter (t2) 3,04 sekunder, största värde på grafen är 2,03 m från sensorn vilket hänger ihop med verkligheten. Ekvation för vagnens rörelse förklaras i andra grads ekvations

för att banan inte har varit enbart rakalinje inriktning (en 30 grader lutning banan ) och rörelsens ändrades efter 1,67 s.

Parham/

2014-03-06

Parhams Fysiklabb

Använda digital mätutrustning för att mäta bilens rörelse i en bana

Syftet:

Syftet med labben var att kunna lära sig att använda digitala mät utrustningar för att samla in data och information om rörelse dvs. mäta hastigheten (v) och tid (t) för en bil som förflyttas i en bestämd bana (s). Det var även för att visa oss en metod för att mätta hastigheter som kan ha som nytta i framtiden.  Grund kunskaper hittade vi i vårt läromedel:

Hastighet är kvoten: V= Δs/Δt

 V(m/s) = förflyttning(s) / tidsintervall

Material och förande:

En bil

Dator

Pasco Capstone programmet

Interface

Rörelsesensor

Bana för bilen

Magnet(för att få stopp på vagnen)

För att kunna registrera vagnens rörelse längs en bana, utförde vi laborationen genom att först bygga upp banan. Sedan för att samla in data om vagnens rörelse i ett s-t-diagram, där s är vagnens läge och t är tiden, ställde vi vagnen på startpunkten med rörelsesensorn riktad mot den. Därav var sensorn kopplad till interfacet som skulle vidarebefordra/översätta sensorns information till datorn, Det krävdes en usb-sladd för att koppla interfacet till datorn. Vi testade kopplingar, videofunktionen och testkörde bilen längs på banan. På det sätt registrerades en åkning med hjälp av Pasco Capstone programmet som skapade både en tabell och en linjär graf av bilens rörelse. 

Resultat och jämförelse:

Bilen rörelse beskrivs i följande graf. Det visar läget som funktion av tiden. Linjens lutning avgör hastigheten.

Linjära funktionen är y = kx+m   Y= 0,462t + 0,0587

Hastighet på:  m: 0.462 m/s

Ett startpunkt på:  b: 0,0587  m

Startpunkten och hastigheten var olika för mig och min arbetskompis. Williams resultat blev Y = 0,535t + 0,352. Startpunkten hos William började på 0,352m vilket var högre än min vid 0,0582m och därför hade min bil högre reaktionsförmåga än honom. Däremot blev Williams hastighet 0,535 m/s vilket var högre min hastighet än min på 0,462 m/s. Anledningen till att vi hade olika resultat var på grund av att vi hade olika startpunkter och att vår bil inte färdades med samma hastighet.

Länk till Williams blogg: http://williamslabblog.blogspot.se/ 

Jag har även mätt bilens hastighet på tillbakavägen av banan och det är därför visar grafen att bilen åker tillbaka på samma sträcka. 

Labblog Parham

2014-02-06

Lärare: Daniel Barker

Labb- Observationsexperiment samband mellan ”Massa och tyngdkraft”

Material:

-fyra järncylindrar med olika vikter : 10 g, 20g, 50 g och 100 g

-en 10 N graderade dynamometer

-miniräknare, papper och penna

Syfte och hypotes

Syftet med laborationen var att undersöka och hitta samband mellan massa och tyngd hos olika föremål. Min hypotes var att undersöka sambandet och även om det stämmer att i formen F= gm,  g har en konstant värde som: g= 9.8 N/kg

(F= gm är  g= 9,8)        g= F/m = 9,8 N/g       (m = kg  ,  F= N,    g = N/kg)

För att utföra experimentet använde jag av mig fyra järncylindrar med olika vikter : 10 g, 20g, 50 g och 100 g och även en 10 N graderade dynamometer för att mätta massan m och mäta kraften F på samma föremål med dynamometer. En miniräknare använde jag för att ta reda på sambandet mellan massa och tyngdkraft i en graf. Resultat av mätningen i ett diagram med tyngdkraften på lodräta axeln och massa på den vågrätta bli en rät linje som från Origo.  Kvoten av F/m visar ca 9.8 N/g enligt min hypotes.

Resultat i tabell:

Objekt (järncylinder)	Massa           m(kg)	Tyngdkraft                F (N)	Hypotes   F= mg                 Är  g= 9,8 dvs  g= F/m = 9,8
10gr	0,01	0,1
20gr	0,02	0,19
50gr	0,05	0,5
100g	0,1	0,97

Från tabellen utgår att tyngdkraften är ca 9.8 gånger större än massan. Min slutsats är att

(N) F = 9,8m. (KG) det innebär att g = 9,8

Slutsats:

Min slutsats är att det finns ett tydligt samband mellan tyngdkraft och massan. Det innebär att F förändras i takt med massan och kvoten bli alltid g = 9,8 N/kg.

Förlag för förbättringar och miljö: Om någon vill göra denna experimentet, rekommenderar jag att använder sig av flera föremål t.ex. 10 olika modeller med olika material. Även använda ett ännu mer noggrann dynamometer. För att ta hänsyn på miljöaspekterna tycker jag att vi skulle arbeta i gruppen och återanvända de material som finns redan i laborationen.

Källor:

Fysiklektioner, Daniel Barker

Fysikboken 1, Heurika

Bilder från labben:

/Parham – NF 13