Matchboxbil gennem loop

Undersøgelse af energibevarelse og cirkelbevægelse ved at undersøge en matchboxbil der kører gennem et loop.

Omfang

Matchboxbane

Matchboxbane til mekanikforsøg

1 modul (2 lektioner). A-niveau.

Formål

At undersøge hvor højt en matchboxbil skal starte for at nå rundt i et loop. For at løse opgave kræves kendskab til bevarelse af mekanisk energi og cirkelbevægelse

Gennemførelse

  • Forsøget udføres enten af læreren eller (bedre) af eleverne i grupper, hvis der er baner og biler til rådighed.
  • Forsøgsresultaterne samles og diskuteres indtil der er enighed om resultatet, herunder diskussion af fejlkilder og usikkerheder.
  • Gennemregning af problemstillingen enten i fællesskab under vejledning af læreren eller som en række små opgaver med vink (energibevarelsen giver mgh = ½ m v^2 + mg2R, hvor R er radius af loopet og h er den lodrette højde af startpunktet (bilen starter fra hvile). Diskussion af hvorfor normalkraften bliver 0, netop hvis bilen skal komme langsomst muligt rundt i toppen. Herved bliver centripetalkraften m v^2/R= mg. De to resultater kombineres til at finde h udtrykt ved R.
  • Sammenligning med målingerne og diskussion af fejlkilder og usikkerheder igen i lyset af den teoretiske værdi.

Forberedelse

Eleverne skal opfriske bevarelse af mekanisk energi, normalkraft, Newtons 2. lov og acceleration i  cirkelbevægelse.

Opfølgning

Forsøget kan udbygges ved at videofilme bilerne rundt i loopet for at tjekke farten i fx toppen og bunden af loopet og undersøge i hvor høj grad der faktisk er energibevarelse.

Kreditering

Michael Brix Pedersen

Produceret i samarbejde med

Centre for Undervisningsmidler

Centre for Undervisningsmidler har ansat 30 fagredaktører med solidt kendskab til pædagogik og undervisning til at udvikle fagsiderne til de gymnasiale uddannelser på EMU (STX/HF). Fagsiderne udvikles og vedligeholdes i samarbejde med de faglige foreninger og Undervisningsministeriet.

Se mere om samarbejdet her.

CFU findes også på EMUen. Siderne vedligeholdes af CFU selv - se her. Her kan skolerne søge information om landsdækkende aktiviteter, ligesom man kan finde CFU-centrenes lokale websites.

cfu-v1.png

Emneord