Jævn cirkelbevægelse

Øvelsens formål

er at eftervise, at centripetalkraften på et legeme, der udfører en jævn cirkelbevægelse, er givet ved formel 1:

formel 1:

hvor m er legemets masse, T omløbstiden for cirkelbevægelsen og r er radius i bevægelsen.

Opstilling

Vi benytter en eksperimentermotor (figur 1) til forsøget. Her kan vi på Dynamometret aflæse centripetalkraften og på linealen på skinnen kan vi måle cirkelbevægelsens radius.

Forsøgsgang

Motoren startes. Omdrejningshastigheden reguleres på spændingskilden, så en passende radius opnås. Når Dynamometret er faldet til ro, aflæses kraftens størrelse. Omløbstiden bestemmes ved måling af 50 omløb. I kan eventuelt benytte jer af en MC24 tæller og en fotocelle. Motoren standses. Vognen trækkes nu ud så kraftmåleren viser det samme som før. Radius i banen kan nu aflæses. Forsøget gentages 3­4 gange med andre værdier af radius. Derefter ændres vognens masse ved hjælp af lodder, og forsøget gentages som ovenfor beskrevet med den ny masse.

Massen af vogn og lod(der) bestemmes ved vejning. Alle måltal indføres i et oversigtsskema.

m	T	Fm	Fb

I dette skema er kraften F_b beregnet af formel 1. F_m er den målte værdi af kraften. Endvidere er der angivet usikkerheden på disse størrelser.

Usikkerheden på den målte kraft F_m sættes til 1 streg på dynamometeret. Usikkerheden på den beregnede kraft F_b findes af følgende simple udtryk

formel 2:

hvor er usikkerheden på bestemmelsen af radius r. Hvis der gælder har vi eftervist udtrykket i 1)