Coulombs gnidningslov - rapport i fysik

Materialeliste Computer med Logger Pro Venier multi-målingsboks Kraftmåler Klods med mulighed for skiftning af overfladeareal og overflademateriale Vægtlodder y = 0,0022x + 0,1491 R² = 0,9963 F (N) m (g)

Forsøg 1 - fast mod fast

Formål

Formålet med denne rapport er, at undersøge sammenhængen mellem gnidning og arbejde ved to former for bevægelse; fast mod fast og fast mod luft. Vores forsøg skulle gerne føre til en konklusion, der kan efterbevise de to følgende proportionaliteter: FFFF  , for gnidning af faste overflader mod hinanden vAcFvF , for gnidning af fast overflade mod luft.

Forsøg 1 – fast mod fast

I forsøg 1 skal vi eftervise Coulombs gnidningslov. Ved at trække faste objekter over en fast overflade – med konstant fart – kan vi indirekte måle gnidningskraften vha. en kraftmåler. Dette er muligt, fordi gnidningskraften har samme størrelse som den kraft vi trækker med, blot at de er modsatrettede.

I disse forsøg trækkes træ mod træ. Klodsens masse, plus eventuelle vægtlodder, vejes og noteres ned i et skema. Desuden noteres F også ned. Dette gentages fem gange med forskellig masse.

Da gmF , hvor g er tyngdeaccelerationen (dvs. konstant), og FF  , hvor er konstant, må m og derfor også F være proportionelle med F . Når jeg ved dette, kan jeg lave en graf der viser denne proportionalitet.

Forsøg m F Nr.

g N Materialeliste Computer med Logger Pro Kamera med videooptagelse (60 fps) Muffinforme (28 stk.)

Lineal/målebånd Grafen afbilleder en udmærket tendenslinje, hvilket kan ses på R-kvardratet, der ligger forholdsvis tæt på 1. b-værdien i forskriften for tendenslinjen beskriver hvor tendenslinjen skærer y-aksen – altså hvor jævnt vi har trukket.

Usikkerhed Vi brugte ’kun’ et decimal, hvilket, efter vores mening, er nok i dette forsøg. Fejlkilder Vi havde svært ved at trække træklodsen med konstant fart. Dette resulterede i lettere varierende resultater, som så resulterede i en lidt ujævn kurve. Konklusion Jeg har indset, at FF  , så længe gnidningskoefficienten er den samme (hvilket den altid er, medmindre man skifter gnidningsoverflade) og tyngdeaccelerationen g = 9,82 m/s (hvis man er på Jorden). Jeg har dermed eftervist Coulombs gnidningslov.

Forsøg 2 – fast mod luft

I forsøg 2 skal vi efterbevise v -loven. Ved at optage små videoklip af et varierende antal faldende muffinforme, kan vi i Logger Pro bestemme muffinformenes hastighed under faldet.