Luftmodstand - kageform

Luftmodstand – Fysik B

Formål: Formålet med dette forsøg er, at undersøge en bevægelse med luftmodstand. Teori: Luftmodstand er det begreb vi benytter til at forklare den modstand et legeme oplever, når det falder gennem luften. Udover luftmodstanden, bliver et faldende legeme også påvirket af tyngdekraften, som er modsatrettet luftmodstanden. To kræfter kan holde hinanden i ligevægt. Fx hvis en bil skubbes af 3 lige stærke personer, hvor den ene skubber fra øst, den anden fra vest og den tredje fra syd, så er det kun ham der skubber fra syd der vil påvirke bilen, da de to andre ophæver hinanden. Luftmodstandskraften er givet ved formlen: Fluft=k∙A∙v , hvor k er en formfaktor som afhænger af figuren, v er den fart kageformen falder med, og A er arealet af formen vinkelret på bevægelsesretningen. De kageforme vi lader falde, vil bevæge sig med en konstant fart. Når de falder, er luftmodstanden og tyngdekraften lige store. Vi ved at Ftyn=m∙g, og når luftmodstanden er lige så stor som tyngdekraften bliver Fluft også m∙g. Så ved at veje vores kageform får vi at vide hvor stor vores luftmodstand er, i Newton. Ud fra den ligning kan vi også se, at luftmodstanden i høj grad afhænger af massen på det faldende legeme, da massen af legemet ganges med tyngdeaccelerationen (9,82 m/s). så hvis vi lader et tungt legeme falde, vil luftmodstanden være større.

Fluft=k∙A∙v Ftyn=m∙g Den resulterende kraft på et legeme er vektorsummen af de ydre kræfter der påvirker legemet. Fresultat=F +F . De to kræfter som påvirker vores faldende kageform er luftmodstandskraften, og tyngdekraften. Det vil sige at Fres= Fluft+Ftyngde. Fluft=k∙A∙v og Ftyngde=m∙g. derfor får vi, at Fres=(k∙A∙v )+(m∙g). den resulterende kraft på et faldende legeme, afhænger altså af legemets masse, og Tegningen her til højre viser, at tyngekraften og luftmodstanden er modsatrettede hinanden. Fres er summen af disse to kræfter.

legemets areal. Jo større areal det faldende legeme har, jo større vil luftmodstanden være. Derfor vil den resulterende kraft værre større, jo større et areal kageformen vi kaster har. For at kunne regne den resulterende kraft ud, skal vi finde formkonstanten, k. (Se bilag 1). Ved hjælp af Newtons 2. lov, kan man finde accelerationen på et faldende legeme. Newtons 2. lov siger: acceleration (a)=

. Accelerationen afhænger altså også af legemets masse. Hvis den

resulterende kraft på det faldende legeme er 0, er accelerationen også 0, da

=0. Da den

resulterende …