Et eksempel fra STX 3.g

SRP om Inertimomenter i Matematik A og Fysik A

Brug materialet til at undersøge opbygning, metode og faglige valg.

SRPFysik AMatematik A 86 sider

Lær af eksemplet på 15 minutter

Læs med de tre spørgsmål herunder, og skriv et kort svar på hvert, gerne med et sidetal. Så har du noget konkret at tage med over i din egen opgave.

  1. 4 min

    Find problemformuleringen. Hvilket spørgsmål lover opgaven at svare på, og står svaret i konklusionen?

  2. 4 min

    Find det afsnit, hvor de to fag arbejder sammen. Hvilket resultat fra det ene fag bliver brugt i det andet?

  3. 4 min

    Hvilken metode bruger opgaven i hvert fag, og hvor står det? Skriv metoden ned med dine egne ord.

  4. 3 min

    Din egen opgave: Kan du pege på det sted i din SRP, hvor fagene mødes, og skrive i én sætning, hvad det ene fag giver det andet?

Skal du selv skrive SRP? Metoden står her: SRP i fysik

Om opgaven

Ophavet er ikke dokumenteret for denne post. Katalogoplysninger: STX 3.g, SRP, Fysik A, Matematik A, 86 sider. Brug materialet til at se, hvordan teksten er bygget op, og hvilke faglige valg der er truffet.

Skal du selv skrive en SRP? Læs, hvad censor lægger vægt på, og hvordan du bygger den op: SRP, set med censorblik.

Læs, hvilke metoder fysik giver dig, og hvad du kan skrive en stor opgave om: Fysik i gymnasiet.

Dokumentets overskrifter

  • 1 Abstract
  • 3 Indledning
  • 4 Teoriafsnit
  • 4.1 Rotationsenergi i roterende legeme
  • 4.2 Kraftmoment
  • 4.3 Impulsmoment
  • 4.4 Massemidtpunktet og massemidtpunktssætningen
  • 4.5 Inertimomenter
  • 5 Praktisk anvendelse/reflektion
  • 6 Forsøg
  • 6.1 Præsentation og formål
  • 6.2 Teori bag udregninger
  • 6.3 Forsøg med homogen stang med rotationsakse gennem massemidtpunkt
  • 6.4 Homogen stang med rotationsakse gennem enden
  • 6.5 Svinghjul med rotationsakse gennem massemidtpunkt og vinkelret på
  • diameter
  • 6.6 Cykelhjul med rotation gennem massemidtpunkt og vinkelret på diameter
  • 6.7 Cykelhjul + stang med samme rotationsakse som ved cykelhjulet
  • 6.8 Energilagring og ophobning af kinetisk energi
  • 7 Vurdering og opsummering af forsøg
  • 8 Konklusion
  • 9 Litteraturliste
  • 10 Bilag
  • 10.1 Bilag 1 – Systematisk gennemgang af inertimoment for kugle
  • 10.2 Bilag 2. Stang med rotationsakse omkring massemidtpunkt

Uddrag fra materialet

3 Indledning

En af de nyest tænkte måder at lagre energi fra elnettet på er at udnytte svinghjuls evne til at ophobe kinetisk energi som rotationsenergi. Den videnskabelige udvikling har gjort, at man i dag er i stand til at have svinghjul kørende næsten friktionsløst. Ved at lade forbrugere tappe energi fra svinghjulsbatterier, som bliver opladet af kraftværker, kan man opnå en mere konstant energiproduktion, selvom forbruget skifter periodisk. Et friktionsløst svinghjuls anvendeligheder strækker sig helt fra oplagring af energi i busser under opbremsning til stationære svinghjulsanlæg.

I denne opgave undersøges roterende systemers evne til at oplagre energi. I den forbindelse bestemmes forskellige systemers inertimomenter ved brug af integralregning samt ved forsøg, hvorefter teori sammenlignes med praksis. I forbindelse med teorien redegøres der for stive legemers mekanik i forbindelse med ren rotation.

Opgaven lægger ud med et teoriafsnit, hvor der udledes grundlæggende formler til behandling af stive legemers rotation. Her belyses massemidtpunkt, inertimoment samt kraftmoment og impulsmoment. Herefter bestemmes inertimomenter for forskellige roterende systemer ved hjælp af integralregning. Den præsenterede teori til behandling af stive legemers rotation peger hen imod praktisk anvendelse af formler i forbindelse med eksperimentel bestemmelse af inertimomenter samt bestemmelse af systemers evne til at ophobe kinetisk energi.

4 Teoriafsnit

I dette afsnit defineres først rotationsenergi, som medfører en forklaring af begrebet, inerti. Herefter udledes kraftmoment og impulsmoment, herunder vigtige definitioner, som bruges senere til beregninger af rotationsenergi i afsnit 6.2. Definition af massemidtpunktet samt massemidtpunktssætningen for et sammensat legeme vises med det henblik, at belyse vigtige træk i opfattelsen af partikelsystemers mekanik. Afsnittet rundes af med udledning af inertimomenter for en række legemer ved hjælp af integralregning. Herunder vises Steiners sætning.

4.1 Rotationsenergi i roterende legeme

Der forestilles et stift objekt som roterer i positiv retning (mod uret) omkring z-aksen. Et stift legeme er defineret som et legeme, der ikke ændrer form ved krafpåvirkning. Hver eneste lille massedel, m , i objektet foretager da jævne cirkelbevægelser omkring omdrejningsaksen. Alle massedelene tilbagelægger således samme vinkel pr. tid og har derfor samme vinkelhastighed, ω –, men hverken samme fart (da denne er betinget af afstanden, r, fra omdrejningsaksen) eller hastighed (som både varierer med hensyn til længde og retning).

Stedet, s , for et delobjekt kan da beskrives ved radius, r , og den tilbagelagte vinkel, , målt i radianer: Farten, v , for et delobjekt kan beskrives som den tidsafledte af stedet: Accelerationen, a, for et delobjekt …

Uddraget er læst maskinelt fra dokumentet, så enkelte ord kan stå forkert. Hele dokumentet står herunder.

Materialet

Fuld skærm

Opgaven åbner, når du ruller ned til den.