Fritt fall
Vad är ett *fritt fall*?
Fritt fall beskriver den del av ett föremåls acceleration som enbart beror på tyngdkraften. Personer som hoppar ut från ett flygplan bromsas upp av luftmotståndet när de faller. Ett äkta fritt fall skulle bara vara möjligt i ett vakuum där inga andra krafter än gravitationen kan verka.
Är det sant att en flodhäst faller med exakt samma hastighet som en mask i vakuum?
Bygg det här *falltornet*.
Du ska använda det för att bestämma tyngdaccelerationen.
Gör en provkörning.
Ställ modellen på en stabil och plan yta. Kör programmet och vänta tills trycksensorn visas på displayen. Placera kulan i kularmen och starta fallexperimentet genom att trycka på trycksensorn på baksidan av falltornet.
Landar kulan på trycksensorn vid falltornets fot? Visas ett stor leende och falltiden?
Registrera resultatet.
Registrera experimentnumret och falltiden i en testtabell. Se till att lämna plats för fler kolumner och ytterligare beräkningar.
Utföra experimentet
Kom ihåg följande tips medan du utför experimentet:
- Se till att tornet inte vibrerar när kulan släpps.
- Vid behov kan du även hålla i trycksensorn och använda den som manuell fjärrkontroll. På så sätt kan du förhindra att tornet vibrerar, vilket skulle kunna leda till att experimentet misslyckas.
- Om experimentet lyckas, visas falltiden på displayen.
- Utför experimentet minst tre gånger och använd genomsnittsvärdet för att få ett så tillförlitligt resultat som möjligt.
Sammanfatta resultatet.
Använd den genomsnittliga uppmätta falltiden för att beräkna den fallande kulans genomsnittliga hastighet och tyngdaccelerationen. Se formlerna under ”Tips” om du kör fast.
Vad ändrades i kulans rörelse och vad förblev konstant?
Hastighetsformel
Använd formeln nedan för att beräkna den genomsnittliga hastigheten. Fallhöjden är samma som falltornets höjd, dvs. 50 cm.
v = s/t
där:
v = hastighet (m/s)
s = sträcka (fallhöjd) (m)
t = tid (s)
Lagen om fallande kroppar
Använd formeln nedan för att beräkna tyngdaccelerationen (g). Fallhöjden är samma som falltornets höjd, dvs. 50 cm.
s = (g • t²)/2
där:
s = sträcka (fallhöjd) (m)
g = tyngdacceleration (m/s²)
t = tid (s)
Hur gick det?
Vad gick bra? Finns det något som kunde ha gått ännu bättre?
Snyggt! Nu vet du hur föremål accelererar vid fritt fall. Nu accelererar vi till den sista lektionen!