Hoppende Basketball

Side 1

Laura Germer Fysikrapport 1.c

Mekanisk energi – Hoppende basketball

1

Formål:

Formålet med forsøget var at undersøge en hoppende basketballs bevægelser og finde frem til dens mekaniske energi.

Fremgangsmetode:

For at undersøge boldens bevægelse, skulle vi opsætte er stativ, der holdte på en bevægelses sensor:

CBR(ranger). CBR benytter sig af ultralyd, for at måle boldens position. Bevægelsessensoren var forbundet til en lab Quest, der var forbundet til en computer der havde Logger Pro 3.8.

Når man havde åbnet programmet skulle man indstille en passende tid. Vi indstillede vores til 5 sekunder. Når man havde gjort dette skulle man holde bolden under bevægelsessensoren. Man giver slip på bolden når man stater dataindsamlingen, og derfra kan man se målingerne på Logger Pro.

Derefter bruger man programmet til at finde boldens kinetiske, potentielle og mekaniske energi.

Teori:

For at finde boldens kinetiske, potentielle og mekaniske energi, skal man benytte sig af nogle forskellige formler.

Kinetisk energi kaldes også bevægelses energi. Denne form for energi afhænger af genstandes masse og hastighed. Desto større genstanden er, desto mere kinetisk energi bruger den. Det samme gælder, desto hurtigere den er.

For at finde boldens kinetiske energi skal man benytte sig af denne formel:

E =1*m*v^{2}

kin

2

m = Masse (Måles i kg.)
v = Velocity (engelsk for hastighed, måles i m/s)

Potentiel energi kaldes også billighedsenergi, og kan ses som en form for oplagret energi. Det beskriver den energi en genstand kan nå op på, hvis man f.eks. taber den.

Side 2

Laura Germer Fysikrapport 1.c

Mekanisk energi – Hoppende basketball

2

For at finde boldens Potentielle energi skal man bruge denne formel:

E_{pot} =m*g*h
m = Masse (Måles I kg.)
g = 9,82 m/s^{2} (tyngdeacceleration)
h = højde (måles i meter)

Mekanisk energi defineres som summen af kinetisk og potentiel energi. Da potentiel på sin vis bliver skiftet ud med kinetisk energi når genstanden kommer i bevægelse, vil den mekaniske energi forblive konstant.

Formlen for mekanisk energi er;

E_{Mek=} E_{kin} +E_{pot}

Databehandling:

Resultaterne blev beregnet vha. Logger Pro, og de overstående formler.

Grafen ovenover viser sammenhængen for E_{Mek,} E_{kin} og E_{pot}. Den viser boldens kinetiske,

potentielle og mekaniske energi. Som man kan se falder den potentielle energi, samtidig med at den

Side 3

Laura Germer Fysikrapport 1.c

Mekanisk energi – Hoppende basketball

3 kinetiske energi stiger. Dette er fordi at den potentielle energi bliver udskiftet med kinetisk energi, desto hurtigere bolden bevæger sig og nærmer jorden. Man kan også se at for hvert hop bolden laver, bliver alle energierne mindre.

Men den mekaniske energi er stadig på sin hvis konstant, men formindskes for hvert hop. Når både den kinetiske og potentielle når 0, følger den mekaniske med. Men for hver gang energierne stiger, får den mekaniske energi en ny konstant da mængden af energi falder for hvert hop. Grunden til at bolden mister energi, er hovedsaligt på grund af tyngdekræften der trækker bolden mod jorden.

Som man kan se på grafen, forsvinder der energi for hvert hop bolden laver. Men da energi ikke kan forsvinde må det omdannes til en anden form for energi. Det bliver omdannet til varmeenergi der bliver oplagret i jorden.

Ved at aflæse på grafen kan man se at bolden taber cirka en tredjedel af sin mekaniske energi, dvs.

cirka 33,3%.

Fejlkilder:

En evt. fejlkilde kunne være boldens placering i forhold til sensoren. Det kunne også være en mulighed at bolden ikke faldt helt lige og derfor gav et forkert udslag. Selvom det formodentlig ikke spiller en stor rolle, kan luftmodstanden også have påvirket boldens fald.

Konklusion:

Forsøget er rimeligt vellykket. Vi fik de målinger og resultater vi skulle bruge, og vores graf ser fornuftig ud.

Vi fik påvist at de tre energiformer afhænger af hinanden, ved at måle boldens bevægelser. Vi fik også fundet frem ti boldens mekaniske energi.