Studsboll-experiment
Hej hej jag är ny på forumet och jag skapade en inloggning för att jag läser fysik A nu och har stora problem med att förstå en hel del saker. Just nu har jag ett problem som jag har försökt att lösa i en vecka, läst flertal olika webbsidor om ämnet och kollat massvis med Youtube videos men förstår fortfarande inte.
Det jag ska göra är att väga en studsboll, släppa den från en höjd, notera startpunkten och därefter varje högsta läge studsbollen uppnår.
Uppgiften:
"•Väg bollen
•Tejpa fast en pappersremsa vertikalt på en vägg
•Välj en starthöjd varifrån studsbollen släpps
•Släpp bollen framför pappersremsan och notera därefter varje högsta läge studsbollen uppnår.
•Skriv in dina mätvärden i en tabell (se förslag nedan) och beräkna den förlorade kinetiska energin efter varje studs och presentera resultatet i procent
-Studs (1, 2, 3 osv)"
Min tabell ser ut såhär:
Studs m(kg) högsta punkt före (m) högsta punkt efter (m) Vföre Vefter Ek-före Ek-efter Ek-förlust
1 0,055 69,5 43,4
2 0,055 43,4 26,5
3 0,055 26,5 16,5
4 0,055 16,5 11
Jag läste någonstans att om luftmotståndet försummas så kommer den kinetiska energin precis innan bollen träffar marken vara lika stor som den lägesenergi den har vid starten. Så då räknade jag ut lägesenergin och skrev in i tabellen, rätta mig gärna om jag har fel någonstans för jag är extremt osäker på allt detta.
Ep=mgh
0,055*9,82*69,5=37,536
0,055*9,82*43,5=23,494
0,055*9,82*26,5=14,312
0,055*9,82*16,5=8,911
0,055*9,82*11=5,941
Studs m(kg) högsta punkt före (m) högsta punkt efter (m) Vföre Vefter Ek-före Ek-efter Ek-förlust
1 0,055 69,5 43,4 37,536 23,494
2 0,055 43,4 26,5 23,494 14,312
3 0,055 26,5 16,5 14,312 8,911
4 0,055 16,5 11 8,911 5,941
Sedan räknade jag ut förlusten i procent, vilket jag heller inte vet om jag gör rätt eller fel.
37,536-23,494=14.042
37,536-14,312=23.224
37,536-8,911=28.625
37,536-5,941=31.595
37,536=100%
14.042*100/37,536=37%
23.224*100/37,536=62%
28.625*100/37,536=76%
31.595*100/37,536=84%
Studs m(kg) högsta punkt före (m) högsta punkt efter (m) Vföre Vefter Ek-före Ek-efter Ek-förlust
1 0,055 69,5 43,4 37,536 23,494 37%
2 0,055 43,4 26,5 23,494 14,312 62%
3 0,055 26,5 16,5 14,312 8,911 76%
4 0,055 16,5 11 8,911 5,941 84%
Så här långt har jag kommit, och jag vet inte ens om det är rätt eller inte och här sitter jag även fast.
Jag ska räkna ut hastigheten kort före studsen och kort efter, men jag förstår inte hur jag ska kunna göra detta när jag inte har någon tid.
Jag läste någon sida som gav formeln v = sqrt(2gh) vilket skulle ge mig sqrt(2*9,82*69,5)=36.94563574.
Men det känns jättefel... allting.
På det stora hela ser det ganska rimligt ut. Även om informaitonen och sambanden kunde struktureras något mer då att det blir lättare att konceptualisera för dig själv hur saker hänger ihop.
Överlag är det exempelvis inte nödvändigt att beräkna potentiella energin eftersom endast maximala höjden h räcker för att beräkna v även om det såklart kan vara bra att få en känsla för hur energin minskar.
Dock eftersom potentiell energin relativt marknivån och höjd är proportionella så kunde den procentuella förändringen lika gärna beräknats utifrån höjden. När höjden har minskat med 80% så har potentiella energin också minskat med 80%.
Om formeln v = sqrt(2gh) som relaterar hastigheten en fallande kropp har v med sträckan den har fallit från ett stillaståendeläge h så måste du ta hänsyn till att storheter som g och h inte bara är siffror utan också har enheter
g = 9.82 m/s^2 = 980 cm/s^2
h = 69,5 cm = 0,695 m
Och idealt så borde du ha med dessa enheter när du stoppar in i formeln men rent praktiskt för att kunna hålla reda på vilken enhet som faller ut ur formeln så måste du också konvertera så att sotheterna g och h är definierade relativt samma enheter istället för som du gjort nu när g är relativt metern och h är relativt centimetern. Skulle vi ta meter på båda hade vi istället fått
v = sqrt(2*9,82m/s^2 * 0.695 m)= 3.695 m/s
Där det också är tydligt att detta är en hastighet i meter per sekund.
Själva formeln v = sqrt(2gh) bör ni ha gått igenom på lektionstid (eller i alla fall dykt upp i problem) då det i praktiken är själva skältet till varför man inför begreppen potentiell energi och kinetisk energi överhuvudtaget.
Att representera datan i en eller flera grafer vore ett naturligt nästa steg.
