Bevægelsesmængde (Impuls) med Lab Quest og Logger Pro

Bevægelsesmængde (Impuls) med Lab Quest og Logger Pro.

Formålet med øvelsen er at eftervise bevægelsesmængdesætningen:

Idet (1) og

(2)

er dette det samme som at vise, at den samlede ændring i bevægelsesmængde er lig arealet under (t,F) grafen . Her er F kraften målt i Newton og t er tiden.

Apparatur

LabQuest, computer med Logger pro 3.6.0 eller nyere.

vogn med lodder ( vognen skal have affyringsfjederen trykket ind så endefladen er jævn),

en 0.5 m lang elastik forbundet mellem vognen og et stativ,

ultralydssonde (CBR eller CBR2) og kraftmåler ( Dual Range Force sensor) .

2 stk 5kg lodder.

Opstillingen er vist på figuren:

Bestem massen af vognen uden lodder M=

Start med at lægge to lodder på vognen, vej lodderne.

Kraftsonden forbindes til CH1 og den spændes til et stativ læg evt et par 5kg lodder på stativet så det ikke rokker.

Ultralydssonden stilles ca. 2m fra kraftsonden, og den forbindes med Dig 1 indgangen.

Der kan evt. sættes en plade bag på vognen, så ultralydssonden med sikkerhed måler hen til denne, men det burde være nok at trykke fjederen ind.

LabQuesten sætter selv op til sensorerne.

Nulstil kraftsesoren : Vælg:Experiment, Zero, Dual Range Force.

Gør klar til dataopsamlingen: Vælg Experiment, Data Collection,

Vælg nu passende intervaller f.eks. Rate 100 Samles/s, Length 3 sek

Vognen stilles så elastikken er slap, prøvekør forsøget, der er en form for horisontalt bungee jump, vognen skal vende ca. 50cm foran ultralydssonden. Giv vognen et skub, så elastikken strammes, og vognen ændrer retning. Find ud af hvordan I skal skubbe vognen , den skal bevæge sig et stykke efter at elastikken er strammet også. Hold hænderne væk fra området foran ultralydssonden.

Tast på pilen for at starte dataopsamlingen. Når du hører ultralydssonden klikke hurtigt kan du starte forsøget.

Undersøg graferne for at se om de er brugbare. Tid-Kraft-grafen skal være bobleformet.

Når du har nogle pæne grafer, skal de analyseres.
For at teste bevægelsesmængdebevarelse ( impulsbevarelsen) skal du have hastighederne lige før og lige efter (boblen) impulsen.

Se på hastighedsgrafen. Grafen aftager da i starten, det nederste punkt er hastigheden lige inden elastikken strammes, benyt trace til at finde y- værdien , altså hastigheden i dette punkt ( der hvor grafen vender nede)

Der hvor hastighedsgrafen vender oppe, er der hvor vognen har størst hastighed væk fra ultralydssonden. Noter denne y-værdi, det er hastigheden efter

Vi skal nu finde arealet under tid-kraft grafen.

Vælg ANALYZE , integral.

Du skal nu placere den ene markør lige inden (boblen) impulsen begynder, nede ved nul lige til venstre for der hvor kraften begynder at stige.

Placer den anden markør på højre side af grafen der hvor impulsen stopper. Logger Pro giver os nu værdien af integralet af tid- kraft grafen (=arealet under grafen)

Noter værdien af dette integrale

Gentag forsøget med forskellige masser af vognen ( forskellige lodder på )

Gentag forsøget hvor elastikken ligger dobbelt.

udregn og sammenlign med impulsen udregnes ved arealet under grafen.

Udfyld følgende skema, M er massen af vogn uden lodder m er massen af lodderne på vognen:

M= %

Forsøg	m/kg	v₁/m/s	v₂/m/s	p₁/Ns	p₂ /Ns	Dp/Ns	A/Ns	(A-Dp)/A
1	0
2
3

To elastikker

M= %

Forsøg	m/kg	v₁/m/s	v₂/m/s	p₁/Ns	p₂ /Ns	Dp/Ns	A/Ns	(A-Dp)/A
1	0
2
3

Forklar hvilke fejlkilder der er ved forsøget.

EH 23-05-2008