Fysik 2/Logbog uge 51

Fra Meinertz Wiki

Versionen fra 14. dec 2009, 13:59 (vis kildekode) Meinertz (diskussion | bidrag) (→3. del.) ← Gå til forrige ændring		Nuværende version fra 20. maj 2011, 16:36 (vis kildekode) Meinertz (diskussion | bidrag) m (Tilføjer kategori)
(Versionssammenligningen medtager en mellemliggende version.)
Linje 61:		Linje 61:
	Cykelhjulet er også en udmærket snurretop.		Cykelhjulet er også en udmærket snurretop.
-	'''Hvorfor vælger en snurretop ikke?'''	+	'''Hvorfor vælter en snurretop ikke?'''
		+	:fordi impulsmomentet peger op langt navet (i cykelhjulets tilfælde), og der skal ret meget kraft til at ændre impulsmomentets retning. Så så længe hjulet/snurretoppen roterer hurtigt (høj vinkelhastighed giver stort impulsmoment) har tyngdekraften nærmest ingen indflydelse og hjulet vælter ikke. når hastigheden af rotationen bliver tilstrækkelig lav betyder tyngdekraften nok til at kunne ændre impulsmomentet og dermed vælte hjulet/snurretoppen.
		+	Vi mener dog også, at nissekraften har en betydelig indvirken, da nisser jo som bekendt er legesyge væsner, har de interesse i at holde snurretoppen snurrende, derfor holder de hjulets eger oppe.
		+
		+	[[Kategori:Fysik 2]]

---

Nuværende version fra 20. maj 2011, 16:36

Gruppemedlemmer:

• Rasmus Malthe Jørgensen
• Anne Hedegaard
• Jonas Meinertz Hansen

Indholdsfortegnelse 1 1. del. 2 2. del. 3 3. del. 4 4. del.

1. del.

Start med at sætte cykelhjulet i rotation omkring navet.

a) Diskuter hvilken vej impulsmomentet omkring centeret peger. Afhænger svaret af rotationsretningen.

Ja, impulsmomentvektoren afhænger i høj grad af omløbsretningen. (Brug højrehåndstommelfingerreglen).

b) Hvad sker der med impulsmomentvektoren om centeret, efterhånden som gnidningsmodstanden standser hjulet?

Den bliver kortere, den er direkte proportional med omdrejningshastigheden.

c) Gnidningsmodstanden skaber et kraftmoment omkring aksen. Hvilken vej peger dette kraftmoment?

Gnidningsmodstandens kraftmoment har modsat retning i forhold til impulsmomentet.

d) Hvordan hængder b og c sammen? Passer retningerne?

Kraftmomentet svarer direkte til ændringen i impulsmomentet pr. tidsenhed. Hvis de to vektorer er modsatrettet er vinkelaccelerationen negativ, og hvis de peger i samme retning er vinkelaccelerationen positiv.

2. del.

Hjulet sættes igen til at snurre hurtigt rundt om aksen, der til at starte med holdes vandret. Prøv nu at løvte den ene ende af aksen en 4-5 cm lodret op mens den anden ende ikke flyttes.

a) Beskriv hvad i observerer

Cykelhjulet gør så at sige modstand når man forøger at ændre rotationsaksens retning.

b) Hvilken retning har ændringen i impulsmomentet omkring den ende af aksen, I holder fast?

Ændringen i impulsmomentet (=kraftmomentet) er vinkelret på impulsmomentvektoren.

c) Der skal et et kraftmoment til for at ændre et impulsmoment. Hvilken vej peger dette kraftmoment (omkring den ende af aksen I holder fast)? Hvis I ikke allerede har gjort det, så er det nok en god idé at lave en tegning.

Kraftmomentet er lig med ændringen i impulsmomentet som er nævnt i forrige spørgsmål.

d) Der skal en kraft til at skabe dette kraftmoment. Kraften må nødvendigvis stamme fra jeres fingre. Hvilken vej peger den kraft fra jeres hånd, der forårsager kraftmomentet (or dermed ændringen i impulsmomentet)?

vi har en radius-vektor som peger i navets retning, det resulterende kraftmoment har vi konkluderet til at være lig ændringen i impulsmoment, så når vi tipper hjulet opad, går kraftmomentet også opad. ifølge højrehåndsreglen må kraften fra vores hånd gå i diameterens retning.

e) Stemmer dette overens med jeres observation i a)?

at kraften går i diameterens retning kan mærkes når man tipper hjulet, så trækker det til enten højre eller venstre.

f) Del jeres gruppe i to. Hver del-gruppe udtænker et eksperiment i stil med det i 2) ovenfor. Vend for eksempel rotationsretningen, eller hold den anden ende fast ... Det er nu op til den anden gruppe at forudse hvad i vil observere i dette eksperiment.

vi var ude af stand til at dividere 3 personer med 2, da det ikke tiltalte os at skære gruppemedlemmer i halve.

3. del.

Nu bindes snoren fast i den ene side af navet. Hjulet sættes i rotation om aksen der til at begynde med holdes vandret. Snoren løftes lodret op.

a) Hvad observerer i?

Cykelhjulet bliver hængende i snoren og drejer rundt. Hjulet kan betragtes som et gyroskop.

b) Hvad er kraftmomentet omkring det punkt, hvor snoren er bundet fast? Bidrager snorkraften til kraftmementet om dette punkt?

Kraftmomentet går samme vej som hjulet roterer omkring ophængspunktet, altså peger torque igen langs hjulets diameter. jvf. gyroskop afsnittet i university physics kapitel 10

c) Hvorfor svinger hjulet ikke ned?

hjulet falder ikke ned, fordi impulsmomentet (langs navet) "holder det oppe". svarende til et legeme i jævn cirkelbevægelse - det falder heller ikke ned mod centrallegemet, fordi det har en hastighed i forvejen, og retningen af denne hastighed ændres af gravitationen fra centrallegemet. fuldstændigt tilsvarende cykelhjulet, som har et impulsmoment fra start (pga rotation omkring navet), og impulsmomentets retning ændres af tyngdekraften, men hjulet falder ikke ned mod gulvet så længe der er et impulsmoment. kraftmomentets retning bestemmer hvilken vej hjulet roterer set i gulvets plan.

d) Som I har set, beskriver CM en cirkelbevægelse. Er omløbstiden i denne cirkelbevægelse uafhængig af cykelhjulets vinkelhastighed om sin egen aksel?

vi observerer at omløbstiden bliver længere jo hurtigere hjulet snurrer. Dette skyldes et omvendt proprtionalt forhold mellem omløbshastighed og vinkelhastighed. 2*pi/T = 1/omega.

e) Forbliver snoren lodret, efter i har løftet hjulet?

jeps, vi har eksperimentielt vist, at snoren forbliver lodret.

4. del.

Cykelhjulet er også en udmærket snurretop.

Hvorfor vælter en snurretop ikke?

fordi impulsmomentet peger op langt navet (i cykelhjulets tilfælde), og der skal ret meget kraft til at ændre impulsmomentets retning. Så så længe hjulet/snurretoppen roterer hurtigt (høj vinkelhastighed giver stort impulsmoment) har tyngdekraften nærmest ingen indflydelse og hjulet vælter ikke. når hastigheden af rotationen bliver tilstrækkelig lav betyder tyngdekraften nok til at kunne ændre impulsmomentet og dermed vælte hjulet/snurretoppen.

Vi mener dog også, at nissekraften har en betydelig indvirken, da nisser jo som bekendt er legesyge væsner, har de interesse i at holde snurretoppen snurrende, derfor holder de hjulets eger oppe.