Frit fald
Hvad er et *frit fald*?
Frit fald betegner en genstands acceleration udelukkende forårsaget af tyngdekraften. Personer, som springer ud af et fly, bremses af aerodynamisk modstand på vej ned. Et ægte frit fald er kun muligt i et vakuum, hvor ingen andre kræfter ud over tyngdekraften kan påvirke det faldende legeme.
Er det rigtigt, at en flodhest falder med nøjagtig samme hastighed som en regnorm i et vakuum?
Byg dette *Faldtårn*.
Du skal bruge det til at bestemme gravitationskonstanten ved hjælp af et eksperiment.
Lav en testkørsel.
Placer modellen på et stabilt og jævnt underlag. Kør programmet, og vent, indtil tryksensoren vises på displayet. Placer kuglen i kugleholderen, og tryk på tryksensoren på bagsiden af faldtårnet for at starte et faldeksperiment.
Lander kuglen på tryksensoren i bunden af faldtårnet? Vises der et stort smil samt faldtiden?
Registrer dine resultater.
Registrer eksperimentnummeret og faldtiden i et testskema. Sørg for, at der er plads nok til flere kolonner til yderligere beregninger.
Kørsel af eksperimentet
Husk på følgende tips, når du kører eksperimentet:
- Sørg for, at tårnet ikke ryster, når kuglen slippes.
- Tryksensoren kan også holdes og bruges som manuel fjernbetjening, hvis det er nødvendigt. På den måde kan du undgå at ryste tårnet, hvilket kan føre til mislykkede eksperimenter.
- Hvis eksperimentet var vellykket, vises faldtiden på displayet.
- Udfør eksperimentet mindst tre gange, og brug gennemsnitsværdien til at sikre de mest pålidelige resultater.
Opsummer dine resultater.
Brug den gennemsnitlige målte faldtid til at beregne gennemsnitshastigheden af den faldende kugle samt tyngdeaccelerationen. Hvis du går i stå, kan du se formlerne i tippet.
Hvilket aspekt af kuglens bevægelse ændrede sig, og hvad forblev konstant?
Hastighedsformel
Brug formlen nedenfor til at beregne gennemsnitshastigheden. Forskydningen er højden på faldtårnet, som er 50 cm.
v = d / t
Hvor:
v = hastighed (m/s)
d = forskydning (m)
t = tid (sek.)
Faldloven
Brug formlen nedenfor til at beregne gravitationskonstanten. Forskydningen er højden af faldtårnet, som er 50 cm.
d = ½ × g × t²
Hvor:
d = forskydning (m)
g = tyngdeacceleration (m/s²)
t = tid (sek.)
Hvordan gik det?
Hvad klarede du godt? Er der noget, du kunne have gjort bedre?
Flot! Nu ved du, hvordan genstande accelererer i frit fald. Lad os komme op ad rampen til den sidste lektion!