Friktion - Luftkuddebana
Hej! I skolan gjorde vi ett experiment med en luftkuddebana där vi skulle beräkna friktionen mellan släden och den. Först hade vi en vikt på 50 gram som drog i släden och luftinställningen var då på medium. Sedan ändrade vi luftinställningen till max och satte fast en vikt på 20g. Friktionen blev högre på det första försöket (50g) än på andra försöket (20g). Min fråga är: ändrades friktionen på grund av luftinställningen eller på grund av viktens tyngd? Är tacksam för svar!
Här följer en bild på uppställningen: 
Intressant fråga! Jag tror en ledtråd kan fås genom att först ställa frågan: Varför designades experimentet att göras med olika dragvikter? Har du någon fundering kring det?
Hej! Släden kommer att accelerera mindre då vikten är på 20g än då den är på 50g, eftersom vikten drar i den och den accelererar p.g.a. tyngdkraften. Men jag förstår inte om det har påverkan på friktionen eller inte? Friktionen borde väl endast påverkas av luftinställningen, eller?
Är "gaffel" anordningar för att mäta tidsperioden som släden befinner sig mellan "gafflarna"?
Ja, precis. Med dem beräknade vi accelerationen för vagnen genom att ta (skillnaden på hastigheterna) / 2.
Lejna skrev:Hej! Släden kommer att accelerera mindre då vikten är på 20g än då den är på 50g, eftersom vikten drar i den och den accelererar p.g.a. tyngdkraften. Men jag förstår inte om det har påverkan på friktionen eller inte? Friktionen borde väl endast påverkas av luftinställningen, eller?
Jo, men VARFÖR tror du man vill försöka hålla nere accelerationen i försök 2?
För att friktionen ska bli så stor som möjligt?
Jag tror att man vill använda olika dragvikter för att få mer lika acceleration vid de två försöken (jämfört med om man hade haft samma dragvikt). Eftersom friktionskoefficienten mellan föremål och underlag kan vara något beroende av föremålets hastighet, och därmed vill man försöka hålla hastigheten (och accelerationen) ungefär lika vid båda försöken, så att det ska bli lättare att jämföra friktionskoefficient.
Däremot är dragkraften enbart riktad i x-led, och friktionen bestäms av normalkraften i y-led som därmed är konstant i båda försöken och inte påverkas av dragkraften. Vilket kan ha varit en anledning till att man valde att försöka hålla accelerationen konstant snarare än att försöka hålla dragkraften konstant mellan de två försöken.
(Naturligtvis kan man ha minskat dragvikten i försök 2, enbart för att det är lättare att mäta långsamma tider med stor noggrannhet än snabba tider. Men då hade nog en dragvikt valts som fungerat för båda försöken)
Man borde ha undersökt saken medan man laborerade. Men ni kanske inte hade tid.
JohanF skrev:Jag tror att man vill använda olika dragvikter för att få mer lika acceleration vid de två försöken (jämfört med om man hade haft samma dragvikt). Eftersom friktionskoefficienten mellan föremål och underlag kan vara något beroende av föremålets hastighet, och därmed vill man försöka hålla hastigheten (och accelerationen) ungefär lika vid båda försöken, så att det ska bli lättare att jämföra friktionskoefficient.
Däremot är dragkraften enbart riktad i x-led, och friktionen bestäms av normalkraften i y-led som därmed är konstant i båda försöken och inte påverkas av dragkraften. Vilket kan ha varit en anledning till att man valde att försöka hålla accelerationen konstant snarare än att försöka hålla dragkraften konstant mellan de två försöken.
(Naturligtvis kan man ha minskat dragvikten i försök 2, enbart för att det är lättare att mäta långsamma tider med stor noggrannhet än snabba tider. Men då hade nog en dragvikt valts som fungerat för båda försöken)
Oj, intressant! Vi beräknade dock friktionskragten med hjälp av spännkraften i snöret. Spännkraften beräknade vi genom att beräkna den resulterande kraften på vikten minus tyngdkraften på den. Hur blir det då med friktionskraften riktad bakåt?
Laguna skrev:Man borde ha undersökt saken medan man laborerade. Men ni kanske inte hade tid.
Näe, precis. Tiden räckte inte till :(
Laguna skrev:Man borde ha undersökt saken medan man laborerade. Men ni kanske inte hade tid.
Exakt!
Lejna skrev:JohanF skrev:Jag tror att man vill använda olika dragvikter för att få mer lika acceleration vid de två försöken (jämfört med om man hade haft samma dragvikt). Eftersom friktionskoefficienten mellan föremål och underlag kan vara något beroende av föremålets hastighet, och därmed vill man försöka hålla hastigheten (och accelerationen) ungefär lika vid båda försöken, så att det ska bli lättare att jämföra friktionskoefficient.
Däremot är dragkraften enbart riktad i x-led, och friktionen bestäms av normalkraften i y-led som därmed är konstant i båda försöken och inte påverkas av dragkraften. Vilket kan ha varit en anledning till att man valde att försöka hålla accelerationen konstant snarare än att försöka hålla dragkraften konstant mellan de två försöken.
(Naturligtvis kan man ha minskat dragvikten i försök 2, enbart för att det är lättare att mäta långsamma tider med stor noggrannhet än snabba tider. Men då hade nog en dragvikt valts som fungerat för båda försöken)
Oj, intressant! Vi beräknade dock friktionskragten med hjälp av spännkraften i snöret. Spännkraften beräknade vi genom att beräkna den resulterande kraften på vikten minus tyngdkraften på den. Hur blir det då med friktionskraften riktad bakåt?
Behöver du hjälp med uträkningen av friktionskraften? Det är en lite annan fråga än den du först ställde.
JohanF skrev:Lejna skrev:JohanF skrev:Jag tror att man vill använda olika dragvikter för att få mer lika acceleration vid de två försöken (jämfört med om man hade haft samma dragvikt). Eftersom friktionskoefficienten mellan föremål och underlag kan vara något beroende av föremålets hastighet, och därmed vill man försöka hålla hastigheten (och accelerationen) ungefär lika vid båda försöken, så att det ska bli lättare att jämföra friktionskoefficient.
Däremot är dragkraften enbart riktad i x-led, och friktionen bestäms av normalkraften i y-led som därmed är konstant i båda försöken och inte påverkas av dragkraften. Vilket kan ha varit en anledning till att man valde att försöka hålla accelerationen konstant snarare än att försöka hålla dragkraften konstant mellan de två försöken.
(Naturligtvis kan man ha minskat dragvikten i försök 2, enbart för att det är lättare att mäta långsamma tider med stor noggrannhet än snabba tider. Men då hade nog en dragvikt valts som fungerat för båda försöken)
Oj, intressant! Vi beräknade dock friktionskragten med hjälp av spännkraften i snöret. Spännkraften beräknade vi genom att beräkna den resulterande kraften på vikten minus tyngdkraften på den. Hur blir det då med friktionskraften riktad bakåt?
Behöver du hjälp med uträkningen av friktionskraften? Det är en lite annan fråga än den du först ställde.
Nja, jag har ju beräknat friktionskraften på båda försöken. Då vikten var på 50g och luftinställningen på medium var friktionen 0,17 N och då den var på 20g och luftinställningen på nax var den 0,10. Jag vill veta om friktionskraften hade varit den samma om jag på första försöket med luftinställningen på medium hade tagit 20g vikten istället eller hade friktionen blivit högre
Lejna skrev:JohanF skrev:Lejna skrev:JohanF skrev:Jag tror att man vill använda olika dragvikter för att få mer lika acceleration vid de två försöken (jämfört med om man hade haft samma dragvikt). Eftersom friktionskoefficienten mellan föremål och underlag kan vara något beroende av föremålets hastighet, och därmed vill man försöka hålla hastigheten (och accelerationen) ungefär lika vid båda försöken, så att det ska bli lättare att jämföra friktionskoefficient.
Däremot är dragkraften enbart riktad i x-led, och friktionen bestäms av normalkraften i y-led som därmed är konstant i båda försöken och inte påverkas av dragkraften. Vilket kan ha varit en anledning till att man valde att försöka hålla accelerationen konstant snarare än att försöka hålla dragkraften konstant mellan de två försöken.
(Naturligtvis kan man ha minskat dragvikten i försök 2, enbart för att det är lättare att mäta långsamma tider med stor noggrannhet än snabba tider. Men då hade nog en dragvikt valts som fungerat för båda försöken)
Oj, intressant! Vi beräknade dock friktionskragten med hjälp av spännkraften i snöret. Spännkraften beräknade vi genom att beräkna den resulterande kraften på vikten minus tyngdkraften på den. Hur blir det då med friktionskraften riktad bakåt?
Behöver du hjälp med uträkningen av friktionskraften? Det är en lite annan fråga än den du först ställde.
Nja, jag har ju beräknat friktionskraften på båda försöken. Då vikten var på 50g och luftinställningen på medium var friktionen 0,17 N och då den var på 20g och luftinställningen på nax var den 0,10. Jag vill veta om friktionskraften hade varit den samma om jag på första försöket med luftinställningen på medium hade tagit 20g vikten istället eller hade friktionen blivit högre
Det hade varit en jätteintressant undersökning att göra (som Laguna påpekade).
Jag kan bara säga vad jag tror. Jag tror att det är möjligt att friktionskraften hade kunnat bli en annan om 20g-vikten hade använts i första försöket.
För det första är den statiska (om föremålet står still) friktionskoefficienten större än den dynamiska (om föremålet rör sig). I den enklaste modellen är dessa två koefficienter konstanta. Men lite mer detaljerade modeller så beror den dynamiska friktionskoefficienten litegranna på vilken hastighet föremålet har.
Det betyder att man hade förmodligen inte ens kunnat åstadkomma någon acceleration om 20g-vikten använts i försök1. Den statiska friktionen hade helt enkelt varit så stor att dragkraften från 20g helt enkelt inte kunnat ge någon acceleration alls. Och du hade därmed inte fått några tider att räkna på...) Dragkraften från 20g kan ju maximalt bli 0.02*9.82=0.2N. Det ligger farligt nära 0.17N dynamisk friktionskraft som du räknade ut med 50g vikten.
Men låt oss anta att du hade lyckats få föremålet att accelerera i försök1 även med 20g, och därmed kunna räkna fram den dynamiska friktionskraften. Då hade resultatet ändå kunnat bli något annorlunda än med 50g, eftersom hastigheten (accelerationen) blivit så liten med 20g att den framräknade dynamiska friktionskoefficienten inte hade varit riktigt representativ.
Man ville alltså ha en skaplig (och ganska lika) acceleration att mäta på i båda fallen, för att kunna jämföra på ett bra sätt.
JohanF skrev:Lejna skrev:JohanF skrev:Lejna skrev:JohanF skrev:Jag tror att man vill använda olika dragvikter för att få mer lika acceleration vid de två försöken (jämfört med om man hade haft samma dragvikt). Eftersom friktionskoefficienten mellan föremål och underlag kan vara något beroende av föremålets hastighet, och därmed vill man försöka hålla hastigheten (och accelerationen) ungefär lika vid båda försöken, så att det ska bli lättare att jämföra friktionskoefficient.
Däremot är dragkraften enbart riktad i x-led, och friktionen bestäms av normalkraften i y-led som därmed är konstant i båda försöken och inte påverkas av dragkraften. Vilket kan ha varit en anledning till att man valde att försöka hålla accelerationen konstant snarare än att försöka hålla dragkraften konstant mellan de två försöken.
(Naturligtvis kan man ha minskat dragvikten i försök 2, enbart för att det är lättare att mäta långsamma tider med stor noggrannhet än snabba tider. Men då hade nog en dragvikt valts som fungerat för båda försöken)
Oj, intressant! Vi beräknade dock friktionskragten med hjälp av spännkraften i snöret. Spännkraften beräknade vi genom att beräkna den resulterande kraften på vikten minus tyngdkraften på den. Hur blir det då med friktionskraften riktad bakåt?
Behöver du hjälp med uträkningen av friktionskraften? Det är en lite annan fråga än den du först ställde.
Nja, jag har ju beräknat friktionskraften på båda försöken. Då vikten var på 50g och luftinställningen på medium var friktionen 0,17 N och då den var på 20g och luftinställningen på nax var den 0,10. Jag vill veta om friktionskraften hade varit den samma om jag på första försöket med luftinställningen på medium hade tagit 20g vikten istället eller hade friktionen blivit högre
Det hade varit en jätteintressant undersökning att göra (som Laguna påpekade).
Jag kan bara säga vad jag tror. Jag tror att det är möjligt att friktionskraften hade kunnat bli en annan om 20g-vikten hade använts i första försöket.
För det första är den statiska (om föremålet står still) friktionskoefficienten större än den dynamiska (om föremålet rör sig). I den enklaste modellen är dessa två koefficienter konstanta. Men lite mer detaljerade modeller så beror den dynamiska friktionskoefficienten litegranna på vilken hastighet föremålet har.
Det betyder att man hade förmodligen inte ens kunnat åstadkomma någon acceleration om 20g-vikten använts i försök1. Den statiska friktionen hade helt enkelt varit så stor att dragkraften från 20g helt enkelt inte kunnat ge någon acceleration alls. Och du hade därmed inte fått några tider att räkna på...) Dragkraften från 20g kan ju maximalt bli 0.02*9.82=0.2N. Det ligger farligt nära 0.17N dynamisk friktionskraft som du räknade ut med 50g vikten.
Men låt oss anta att du hade lyckats få föremålet att accelerera i försök1 även med 20g, och därmed kunna räkna fram den dynamiska friktionskraften. Då hade resultatet ändå kunnat bli något annorlunda än med 50g, eftersom hastigheten (accelerationen) blivit så liten med 20g att den framräknade dynamiska friktionskoefficienten inte hade varit riktigt representativ.
Man ville alltså ha en skaplig (och ganska lika) acceleration att mäta på i båda fallen, för att kunna jämföra på ett bra sätt.
Tack så mycket! Då förstår jag :)
