Konisk Pendul - rapport i fysik

Forord

For overskuelighedens skyld er rapporten bygget op på den måde at udregningerne er vedlagt som bilag. Men der er dog også vist nogle regneeksempler på hvordan man har fundet frem til de forskellige resultater.

Formål

Forsøgets formål er at sammenligne målte omløbstider med de beregnede for et konisk pendul

Teori

Inden vi går i gang med forsøget vil jeg først give en redegørelse for teoretiske del af forsøget. Jeg vil først beskrive hvilke kræfter der virker på genstanden, og senere udlede en formel for omløbstiden (T). Tegningen til højre viser at en genstand som kredser rund i en cirkelformet bane. Ved hjælp af dette billede vil jeg vise hvordan man kan bestemme omløbstiden.

Genstanden (det røde prik) bliver påvirket af to kræfter – tyngdekraften og snorkraft . Da genstanden bevæger sig i en cirkelformet bane vil der altså være tale om centripetalkraften – hvilket er lig med tyngdekraft og snorkraft. Bemærk, at centripetalkraften altså er den resulterende kraft ( 󰇜 på genstanden.

Jeg kender ligning for både tyngdekraften og centripetalkraften som er følgende: På billedet fremgår det som en trekant, dvs. at jeg kan bestemme vinklen (󰇜 således: Dette kan omskrives til: Fra sætning (2) kender jeg udtrykket for  Før jeg går videre vil jeg blot vise at man ud fra tegningen kan bestemme radius (r) således (se evt. tegningen foroven): Jeg ved hvordan radius kan bestemmes og vil nu jeg bygge videre på sætning 5. Jeg indsætter udtrykket for r. Jeg dividerer med m på begge sider af lighedstegnet, og udtrykket bliver dermed reduceret til: Jeg ved, at  . Jeg omskriver først ligningen, og når jeg har gjort det, erstatter jeg cosinus med Jeg ved igen at  , hvilket jeg får til: Og endelig kan jeg bestemme omløbstiden (T) ved at omskrive formlen således: Jeg har nu vist hvordan jeg kan bestemme omløbstiden (T). Denne formel skal jeg bruge senere til mine udregninger under afsnittet resultatbearbejdning.

Fremgangsmåden

Jeg vil kort beskrive hvordan forsøget blev udført samt hvilke og hvordan materialerne blev målt.

Men allerførst vil jeg gør læseren opmærksom på at dette forsøg er altså opdelt i to forsøg – altså ét forsøg med Kaspers nøgle og et andet forsøg med Peters nøgle, og hvert forsøg er igen delt i to delforsøg. De to forskellige nøgler har forskellige masser, og der blev brugt to forskellige snorlængder, samt to forskellige omdrejningsbaner med to forskellige radiusser.