Innledning

En pendel som går rundt i en sirkelformet bane, blir ofte kalt for en kjeglependel. Denne vil blant annet være påvirket av snordraget, og tyngdekraften, men det er summen av disse kreftene vi skal finne i dette forsøket.

 

Utstyr

I dette forsøket brukte vi følgende utstyr:

- Et lite blylodd

- Kraftmåler

- En krone

- Tråd

- Stoppeklokke

- Målestav

- Saks

- Kritt

 

 

Fremgangsmåte

Vi startet forsøket med å måle massen til loddet, for å kunne regne ut tyngdekraften. Deretter målte vi opp tråd til en meter, kuttet det med saks og knyttet det fast til loddet gjennom hullet til en krone. Dette skulle utgjøre vår kjeglependel. Vi lagde også en hekteknute på enden av snora, slik at vi kunne feste det til en kraftmåler. Videre markerte vi en sirkelbane med en radius på 0,3 meter med kritt. Når det var gjort tok vi i bruk banen ved å snurre kjeglependelen rundt over banen hele 10 ganger i 5 perioder. Tiden ble tatt for hver periode med en stoppeklokke. Vi noterte ned tidene, og regnet så gjennomsnittet av dem.

 

Resultater

<bilde>	22,02 s
<bilde>	23,91 s
<bilde>	22,1 s
<bilde>	21,66 s
<bilde>	22,72 s
Gjennomsnitt	22,28 s

Figur 2: Tabellen viser tidene for hver tiende omløp av kjeglependelen, i 5 perioder. Til sammen ble det altså foretatt 50 omløp, for nøyaktigere regneverdier.

 

Diskusjon

Hensikten med dette forsøket var å regne frem summen av snordraget og tyngdekraften, bedre kjent som

. Som vi ser på figur 3, ble denne kraftvektoren rettet inn mot sentrum av sirkelbanen, etter som kula fikk konstant banefart.

Figur 3: Summen av kreftene,

, er rettet inn mot sentrum av sirkelbevegelsen.

 

Absoluttverdien kan regnes ved bruk av følgende formel:

=

= 0,367 N

Denne verdien kan også regnes med metode 2, ved å bruke tegningen fra figur 1 og figur 3.

 

Vi har fra figur 1 at;

 

Videre, fra figur 3 vi at;

(0,154 x 9,81) x tan 17,45˚= 0,475 N

Man kan merke seg at

 utgjør –komponenten til snordraget.

Differansen mellom absoluttverdiene er:

0,475 N - 0,367 N=0,108 N

 

Feilkilder

I dette forsøket må man ta flere dominerende feilkilder i betraktning når man skal kommentere forskjellene i resultatene ovenfor. For det første virket det friksjon mellom kronen og snora, slik at

ble for liten, og vinkelen ville variere sådan. Hvis vinkelen kunne variere, ville også utregningene i metode 2 innholde usikkerhet. I tillegg ville da  ha en retning som gikk litt nedover, hvis ble for liten.

 

Videre er det en viss usikkerhet om at kjeglependelen fulgte den nedmarkerte sirkelbanen, noe som kan ha påvirket periodetidene, og dermed utregningene av den første formelen. Vi reduserte denne usikkerheten ved å gjøre 50 sirkelomløp. I tillegg brukte vi våre sanser, og måleutstyr som linjal, kraftmåler, og stoppeklokke, som skaper en viss usikkerhet i de noterte målingsverdiene.

 

Konklusjon

Vi kan med dette forsøket konkludere at

i en kjeglependel kan regnes på flere måter avhengig av hvilke verdier har. Den kan blant annet regnes med formelen , eller så kan du finne vinkelen mellom radius og lengden av snora, og deretter multiplisere tangens av vinkelen med absoluttverdien til gravitasjonskraften.

Det er verdt å merke seg at det finnes en metode 3 der vi kan bruke kraftverdien til snordraget,

til å finne summen av kreftene. Siden kraftmålerne ga så usikre verdier, har jeg valgt å holde meg til de to nevnte metodene. Men uansett hvilken metode du bruker, vil diverse feilkilder ha innvirkning på resultatet. Det viste seg tydelig, etter som differansen mellom absoluttverdiene ble på 0,108 N.