Fysik 2 (Labb 1)

LABORATIONSRAPPORT

LABORATIONENS TITEL: Gungan och harmonisk svängning
KURS: Fysik 2
FÖRFATTARE: Joe 😉

SAMMANFATTNING:
Laborationen är uppdelad i två försök för att undersöka vilka krafter som påverkar svängningar. Labbrapporten kommer därav vara uppbyggd på två olika försök. Den första delen kommer att gå ut på att undersöka harmoniska svängningar samt få en större förståelse till de krafter som påverkar en fjäder och varför.

Laboration 2 kommer utgå ifrån att få ett större perspektiv kring svängningstid. Försöket ger ökad förstålse kring hur massa och svängningstid är i relation med varandra.

 

 

Gungan

Syfte
Syftet är att undersöka relationen mellan fjäderkonstant, vikt och svängningstid.

Hypotes
De formler som förklarar de olika sambanden kan redan innan försöket förklara hur vikt, svängningstid och fjäderkonstant relaterar till varandra. I vårt första försök ”gungan” så kommer olikheterna att förklaras med hjälp av Τ=2π√l⁄g. I denna formel så ser vi att T är i direkt relation till längden på ”pendeln” vilket i vårt försök är kedjan som håller. Dock så finner vi inte massan ”m” i formeln vilket då tyder på att vikten inte spelar någon roll i svängningstiden.

Materiel

  • Gunga
  • Anteckningsblad & tillbehör
  • Tidtagarur
  • Hjälpsam person.

Utförande

Inledningsvis användes en gunga utan någon försöksperson på. Genom att putta eller tillföra energi till gungan så startade den att pendla fram och tillbaks. Vid detta skede räknade vi ut tiden för 10 svängningar. Försöket upprepades med en person sittandes på gungan och svängningstiden för 10 svängningar noterades. Sist undersöktes även vad som sker ifall man fördelar massan på gungan på ett annat sätt än ”sittandes”. Dvs att försökspersonen fick stå på gungan samt att energi tillfördes i form av att putta på och svängningstiden för 10 svängningar noterades.

Resultat

För att eliminera eventuella mätfel så togs tiden för 10 svängningar av vilket ett medelvärde räknas fram för samtliga 3 försök. Resultatet blev enligt nedan.

 

Gunga utan vikt Gunga med vikt Gunga med omfördelad vikt
7,12 6,21 5,71
6,95 6,18 5,59
6,99 6,32 5,65

Medelvärde av 10 svängningar (s)

7,02 6,24 5,65

För att få längden L så tar vi hjälp av lite algebra och den nya formeln får vi enligt nedan samt resultatet på den när T placeras in i formeln.

F(l)=g (Τ⁄2π) 2
Svängning T Längd L
T= 7,02 s 1,19 m
T= 6,24 s 0,94 m
T= 5,65 s 0,77 m

Om svängningstiderna undersöks i och med att längden l på ”pendeln” är framtagen så är det möjligt att via ursprungsformeln konstatera svängningstiden T enligt beräkningarna nedan.

F(t)=2π√(l⁄g)
Längd L Svängningstid t
1,19 m 2,18 s
0,94 m 1,94 s
0,77 m 1,75 s

Vad som är möjligt att konstatera via denna metod är att massan ”m” är direkt irrelevant till svängningstiden. Det är alltså möjligt att placera vilken vikt som helst (i teorin) och få samma svängningstid. Vilka faktorer som påverkar svängningstiden och varför kommer att diskuteras under diskussion och felkällor.

Slutsats & felkällor

Som ovan nämnt så konstaterades att massan ”m” på en försöksperson är oviktigt eller irrelevant i sammanhanget då denna inte påverkar pendeln på något vis. Vad som däremot konstaterats är att ju högre upp försökspersonen är i relation till pendelns ursprungsläge som i vårt fall blir l=0 desto kortare blir svängningstiden. Detta kan förklaras med att pendelns längd sätts i förhållande till vart vikten är placerad i relation till ursprungsläge och inte hur mycket vikten är. Därav så noterades kortare svängningstider ju närmre försökspersonen och dess vikt kom till pendelns start.

I försök 1 noterades en svängningstid på 7,02 sekunder. Detta då ingen person satt på gungan och därav blir viktens position i förhållande till pendelns början. Vi fick via formeln F(l)=g (Τ⁄2π) 2 fram att längden på vart 1,19 m.
I försök 2 satte sig försökspersonen på gungan och förhållandet i vikt förändrades i förhållande till försök 1 uppåt och vi fick en kortare längd på pendeln. 0,94
I försök 3 ställde sig försökspersonen på gungan och även här noterades det att längden på pendeln förkortades till 0,77 m.

Dessa tre tillsammans visar på att vikten eller massan som är bunden till pendeln är irrelevant. Det är positionen på vikten som blir den avgörande faktorn.

I och med detta så blir svängningstiden kortare ju kortare pendelns längd blir vilket bevisas av uträkning nr 2. F(t)=2π√(l⁄g).

Felkällor finns tämligen att finna i försöken som kan påverka resultaten i stora och mindre uträckningar. Bland de vanligaste felkällor är den mänskliga faktorn där det svårt att starta och stoppa uret i precis samma ursprungsläge och slutläge vid alla försök. Detta försöker man eliminera genom att ta tiden på flera svängningar flera gånger. Dock kan man konstatera att detta trots det kan ge olika resultat. Dock så syftar rapporten efter att undersöka samband mellan tiden t och längden l. I och med att rapporten givit ett samband så har dessa felkällor inte spela en avsevärd roll. Felkällor finns också att finna i luftmotstånd som pressar på försökspersonen då denne pendlar. I och med att vi vet att försöksersonen utgör även en barriär mot luften som pressas undan då denna gungar fram och tillbaks så kan detta påverka tiden som noteras i alla 3 försök. För ett optimalt resultat bör försöket göras i vakuum. Dock så kan vi återigen konstatera att det är felkällor som inte påverkar resultatet eller sambandet avsevärt vilket gör att vi i hög grad kan bortse ifrån denna.

Annonser

6 reaktioner på ”Fysik 2 (Labb 1)

  1. Hej! Hur kommer du fram till den första längden? I ditt resultat har du två uträkningar och jag undrar var de kommer ifrån? Det står inte i utförandet att man ska mäta länden på pendelrörelsen så det känns konstigt att ha med i laborationsrapporten. Jag har inte läst fysik eller matte på väldigt länge så det är svårt att förstå med bara boken och NOVO. Tacksam för svar!
    ps. kommer du ihåg vad du fick för feedback på uppgiften? eller om den var helt rätt?

    Gilla

    1. Hej Alva!
      Jag är hemskt ledsen men det minns jag faktiskt inte hur jag tänkte här. Jag gick nyss i Novo för att se vad läraren kommenterat och har inte fått några kommentarer kring uträkningen där. Ledsen för att jag ej kan ge mer till svar. Studerar biologi och medicin idag så fysik är inte något jag fann var mitt favoritämne.. Good luck 🙂
      // Joe

      Gilla

  2. Alla uppdrag och laborationer i fysik 2 som du lagt upp här, är det allt? Det finns inget mer förutom slutprov?
    Och är det distansutbildning?

    Gilla

  3. Hej,

    Har du webblaborationen som var i det första uppdraget och handlade om fjäderkonstanten och svängningstiden för de två fjädrarna?

    Gilla

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut /  Ändra )

Google-foto

Du kommenterar med ditt Google-konto. Logga ut /  Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut /  Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut /  Ändra )

Ansluter till %s