AKTIVITET
7.206 BREMSEARBEID
Fra trafikkskolen har vi lært at når farten økes til det
dobbelte, firedobles bremselengden. Videre økes bremselengden 9 ganger dersom
farten tredobles. I denne aktiviteten ønsker vi å undersøke om trafikkskolens
påstand stemmer ved hjelp av å bruke modeller.
Til utregning og målinger av bremselengde, koblet vi en
bevegelsessensor til en datamaskin. Som veibane brukte vi overflaten på et
langbord. På den ene enden av bordet plasserte vi bevegelsessensoren, og på
motsatt ende en elev som skulle sende et legeme mot sensoren. I
sensorprogrammet PASCO valgte vi å framstille to grafer; en posisjonsgraf og en
fartsgraf.
FORSØK 1:
I det første forsøket valgte vi en tørrispuck som legeme.
Den største utfordringen vi støtet på var å tilpasse farten slik at pucken
stanset før den nådde sensoren. Etter gjentatte forsøk fikk vi fram to relativt
gode grafer som viste tydelig sammenheng mellom bremselengde og fart.
FORSØK 2:
Som legeme for det andre forsøket valgte vi en kaffekopp,
uten kaffe vel og merke. Vi gikk fram på tilsvarende måte ved å sende
kaffekoppen opp-ned mot sensoren. Av den grunn at friksjonen i dette forsøket
var større, krevdes det ekstra stor kraft for å gi den nok fart. Til gjengjeld
var det i dette forsøket enklere å tilpasse farten.
Vi ble mest tilfreds med resultatene i forsøk 2. Grafen
nedenfor er derfor basert på målinger gjort med en kaffekopp som legeme.
 |
| Graf 1: Grafen viser sammenhengen mellom fart(x-akse) og bremselengde(y-akse). |
På legemet som sendes mot sensoren på den horisontale
bordoverflaten er det kun friksjonskrefter som har betydning, siden normalkraften
og gravitasjonskraften virker vertikalt. Målingene vi er ute etter, er fra
kaffekoppen slippes (v_0) fram til legemet har stoppet (v=0). Av de to grafene
leste vi av fem punkter som samsvarte med tida. Siden vi ønsket kvadratet av
farten måtte vi derfor dette utregnes. Deretter plottet vi målingene inn på en
graf hvor x=fart og y=bremselengde.
Som vi ser ligger ikke grafens punkter på linje. Dessuten
skulle den linære grafen gått gjennom origo. Det er her de foreliggende
feilkildene ved forsøket kommer inn i bildet. En vesentlig feilkilde er å vite
eksakt når legemet slippes og beveger seg uten hjelp. Dette vil være vanskelig
å finne ut på grafen med tanke på at målingene skjer over et kort tidspunkt. Vi
måtte også være obs på at koppen ikke roterte slik at hanken ikke påvirket
målingene. Sett bort fra dette, ser vi en tydelig sammenheng mellom v_0 og s.
Når vi arbeider med modeller i fysikk må vi ofte gjøre forenklinger og se litt
grovt på det. Derfor kan vi konkludere med at trafikkskolen ikke bløffer;
Bremselengden øker proporsjonalt med kvadratet av farten.
