Daniel Maher 2015-10-06
Lärare: Daniel Larsson Tumba gymnasium
Syftet var att ta reda på hur stort arbete som krävs för att dra en vagn uppför ett lutande plan med samma höjd men olika branta d.v.s. undersökningen gick ut på att ta reda på hur lutningen inverkar på brädan under ett visst arbete.
Material
* Vagn
* Bräda
* Dynamometer
* Linjal
Metod
Vagnen hängdes i luften med hjälp av dynamometern för att ta reda på tyngdaccelerationen som blev 1,0N.
En bräda placerades som ett lutande plan med höjden 35 cm i tre positioner. Först lades brädan mot en stol och på så vis fick brädan en brant lutning. Två fysikböcker lades under brädan på ett bord vilket resultera till att brädan fick en lutning men inte så brant. Kraften, F mättes för varje position samt sträckan som krävdes för att dra vagnen upp från golvet till brädans topp mättes. Det gjordes tre undersökningar, se tabell:
Undersökning
|
Kraft, F (N)
|
Höjd, h (m)
|
Sträcka (m)
|
W = F X s (J)
|
1
|
0,44 N
|
0,35m
|
1m
|
0,154 J
|
2
|
0,45 N
|
0,35m
|
0,70m
|
0,1575 J
|
3
|
0,40 N
|
0,35m
|
0,50m
|
0,14 J
|
Kraften, F mättes genom att dra vagnen uppför brädan med hjälp av en dynamometern, höjden samt sträckan mättes med en linjal. Höjden samt sträckan anges i meter och arbetet beräknas i Joul och har formeln: W = F X s där F = kraft och s = sträcka. Det vi lade märke var att brädans sträcka är hypotenusan i en triangel eftersom det bildas en triangel.
Vi valde att göra en modell för undersökning 1 eftersom då kan man se om vi hade räknat med rätt kraft. Detta utfördes genom att rita upp tyngdkraftens komposanter så här:
Det vi kan observera är att sträckan som vi fick är triangelns hypotenusa och höjden som mättes med linjalen blir därmed triangelns höjd. Detta resulterar till att det bildas en vinken, V som kan beräknas med hjälp av trigonometri. Sin v = höjden/hypotenusan = 0,35m/1m = 0,35. Vinkeln, V får man genom att göra sin inverse, alltså SIN-1(0,35) = 20,49*
Om man gör: Sin(20,49) X 1,0N = 0,35m så kan man bevisa att höjden samt kraften stämde.
Slutsatsen blir att ju längre sträcka desto mindre kraft och desto kortare sträcka ju större kraft. Arbetet under alla tre försök blev nästan samma vilket tyder på att sträckan blir kortare ju brantare lutningen blir och kraften (både kraften fram och motsatta, bakom vagnen) blir större. Detta kan kopplas till mekanikens gyllene regel som säger: "Det man vinner i kraft, förlorar man i väg".