Energisætningen

Øvelsens formål

formålet med øvelsen er at undersøge, om den mekaniske energi af et pendul er bevaret under dets bevægelse (pendulbevægelse).

Forsøgsopstilling

Et lod, af form som en plade, er ophængt så det kan udføre en pendulbevægelse i en lodret plan.

Den dobbelte elektroniske tæller indeholder to uafhængige ure, som kan tilsluttes hver sin lysvej. Der er dog fælles reset af urene. Disse ure virker som »mørketidsmålere«, idet urene starter, når lysstrålen brydes og stopper, når lysstrålen igen rammer fotocellen.

Hvert hold bruger en lysvej og den ene halvdel af uret. Lysvejen anbringes, så lysstrålen rammer midt på loddet, når det hænger i sin ligevægtsstilling (Q).

Forsøgets udførelse

Det elektroniske ur indstilles, så det kan måle med 1/1000 sek. eller nøjagtigere.

Mål loddets højde h_Q over det vandrette bord, når loddet er i position (Q).

Mål loddets længde Ds og dets masse m. Alle størrelserne noteres i måleskemaet.

Loddet trækkes ud fra ligevægtsstillingen, indtil det ligger an mod en lodret opspændt målestok. Loddets højde over den vandrette bordplade måles.

Loddet slippes og svinger igennem lysvejen. Passagetiden Dt aflæses på uret og noteres i måleskemaet. Loddet trækkes ud til samme højde og målingen gentages.

Foretag målinger med mindst 5 forskellige højder. (altså i alt mindst 10 målinger).

Måleskema

Rapporten bør indeholder følgende afsnit:

Formål - Teori - Forsøgsopstilling - Forsøgets udførelse - Måleskema - Beregninger - Fejlkilder - Vurdering.

Specielt bør du have følgende med:

Teori

Forklar i rapporten, hvorledes begrebet potentiel energi af en genstand er defineret, her tænkes på en forklaring i ord. Skriv derefter formeludtrykket for potentiel energi E_pot af en genstand. Forklar hvor vi har valgt nulpunkt for potentiel energi. Skriv desuden formeludtrykket for en genstands kinetiske energi. Forklar, hvad der menes med mekanisk energi. Forklar, under hvilke omstændigheder den mekaniske energi er bevaret.

I teoriafsnittet skal du skrive et bogstavudtryk for loddets mekaniske energi i position (P), hvor det holdes stille. Henvis til en figur, som du tegner i din rapport. Dernæst skriver du et bogstavudtryk for loddets mekaniske energi i position (Q), hvor det med hastighed v passerer bundstillingen. Forklar hvorledes loddets hastighed måles.

Måleresultater og beregninger

Først skrives måleskemaet, så laves et skema over beregnede størrelser. Det kan se sådan ud:

Energibevarelse
højde i P	passagetid	Energi i P	Energi i Q	Relativt energitab
h / m	Dt / ms	Em (P) / J	Em (Q) / J

I dette skema er Dt et gennemsnit af de målinger der blev udført for hver højde. Efter skemaet giver du et eksempel på beregning af resultaterne. Altså beregningerne for en vandret række. Din fysiklærer vil blive glad, hvis du starter med at skrive et bogstavudtryk og dernæst fylder tal på - med enheder!

Vurdering af resultaterne

Her skriver du, hvad det var vi ville undersøge i dette forsøg. Og du diskuterer, om forsøget har vist det vi ønskede?

Det kan forekomme, at E_m(P) > E_m(Q). Giv nogle fysiske grunde hertil (fejlkilder). Kommenter, hvor meget fejlkilderne har øvet indflydelse på den mekaniske energi.