Forsøget udføres indendørs på et helt vandret gulv.

Vej den person der skal op på cyklen m_p

Vej personen med cykel m_p +m_c

Cyklen sættes i mellemste gear.

Mål længden af pedalarmen r_p.

Fastgør timerstrimlen til cyklens bagagebæger.(Marker strimlen så I kan se hvilken ende der er start)

Starttilstanden er en holdende cykel med pedalarmen helt vandret. En forsøgsperson anbringes på cyklen med hænderne på styret og højre fod på højre pedal.

Cyklen bevæger sig ikke, fordi en stærk person står bagved og holder den tilbage.

Det er vigtigt at personen på cyklen ikke lægger ekstra kræfter i under forsøget, men at det udelukkende er personens vægt der belaster pedalarmen.

Det er også vigtigt at personen er så stiv som muligt, således at der ikke ændres potentiel energi, fordi man feks læner sig forover.

En tredie person stiller sig klar til at starte timeren, når forsøget starter.

Den stærke person slipper nu sit tag i cyklen, og personen på

cyklen træder pedalen 1/4 pedalomdrejning.

Man lader cyklen løbe farten af, mens man sidder helt stille.

Teori:

Der gælder

Mekanisk energi= kinetisk energi + potentiel energi

Tabet i potentiel energi

E_pot = m_p g r_p

idet tabet i højde netop er r_p.

Gevinsten i kinetisk energi

E_kin = 1/2(m_p+m_c) v²

Her er v den maksimale hastighed.

Denne findes ud fra timer strimlen.

Figur

Analyse af timerstrimlen:

Find det sted på timerstrimlen hvor farten ændres, fra at vokse til at aftage.

I den første etape øges farten, dette er strækningen for den kvarte pedalomdrejning. Kald denne strækning s₁ , og mål den.

I anden etape opbremses cyklen , strækningen for nedbremsningen af cyklen kaldes s₂ .Mål den.

Tiden mellem to prikker på timerstrimlen er 0,01 sek.

Den maksimale fart findes nu ved at måle afstanden mellem to prikker, netop der hvor afstanden er størst. Denne afstand divideres nu med 0,01 sek. Husk at regne i SI-enheder.

Bearbejdning.

Etape 1.

Beregn tabet i potentiel energi og gevinsten i kinetisk energi.

Er disse størrelser ens .

Overvej om der er tabt mekanisk energi til gnidning.

Bestem gnidningskraftens arbejde A_g ved ligningen:

Gnidningskraftens arbejde = Tab i mekanisk energi.

Bestem dernæst gnidningskraftens størrelse F_g ved ligningen:

Arbejde= Kraft*vej ,

hvor vejen her er s₁ , Kraften er gnidningskraften F_g og arbejdet er gnidningskraftens arbejde A_g.

Etape 2.

Cyklen standser på grund af rullemodstanden F_r.

Den kinetiske energi går derfor til at overvinde rullemodstandens arbejde.

Bestem rullemodstandens arbejde A_g ved ligningen:

Rullemodstandens arbejde = tab i mekanisk energi.

(her = tab i kinetisk energi)

Bestem dernæst rullemodstandskraftens størrelse F_r ved ligningen:

Arbejde= Kraft * vej,

Hvor vejen her er s_2,. Kraften er rullemodstandskraften F_r ,

arbejdet er rullemodstandens arbejde A_g.

Gør forsøget ialt seks gange med henholdsvis tung og let person og cyklen i tre forskellige gear.

Indsæt resultaterne i en tabel (husk SI-enheder)

m_c =

r_p =