Luftmodstand | Muffinform | SRO

Indledning
I denne opgave vil jeg sætte fokus på emnet luftmodstand på baggrund af et forsøg med muffinforme i frit fald.

Indholdsfortegnelse
- Resume af Studieretningsopgaven i matematik og fysik 1
Indledning 3
- Præsentation af problemstilling og disposition for opgaven 3
Redegørelse 4
- Tyngdekraft 4
- Luftmodstand og Terminalhastighed: 4
- Newtons anden lov 5
- Galileis faldlov 6
Praktisk forsøg af muffinform i frit fald 6
- Formål og hypotese 7
- Materialeliste 7
- Fremgangsmåde og forsøgsopstilling 7
- Resultater og resultatbehandling: 8
Redegørelse 9
- Eulers metode 9
Diskussion 11
- Sammenligning af de eksperimentelle og numeriske værdier 11
Konklusion 13
Litteraturliste 14
Bilag 15
- Bilag 1 15
- Bilag 2 16

Uddrag
Tyngdekraften skyldes af en vekselvirkning, der kaldes gravitation. Tyngdekraften gør, at alle genstande tiltrækker hinanden, og mellem to genstande er kræfterne lige store, dog bare modsatrettede.

Tyngdekraften kan variere i styrke afhængigt af afstand og masse. Jo større masse, desto større kraft, og jo større afstand, desto jo mindre kraft.

Tyngdekraften er en kraft, der påvirker alt på jorden, og det er den kraft, som gør, at vi ikke svæver, som i rummet, men tværtimod gør det muligt at gå på jordens overflade.

Tyngdekraften påvirker muffinformen således, at den bliver tiltrukket og falder til jorden. Tyngdekraften fra jordens overflade til en genstand kan skrives;
F! = m * g

F! er tyngdekraften, m er massen, og g er tyngdeaccelerationen, der er 9,82 m/s "i Danmark (Størrelsen af tyngdeaccelerationen kan variere fra 9,78 til 9,83 afhængigt af, hvor på jorden man befinder sig).

---

I starten af det frie fald har luftmodstanden ingen betydning, og legemet accelerer med tyngdeaccelerationen, hvis værdi er 9,82 m/s".

Legemets hastighed øges, hvis også luftmodstanden øges, hvilket det at være ude at cykle kan være et eksempel på. På et tidspunkt vil luftmodstanden være lige så stor som tyngdekraften, som derved gør

at accelerationen vil stoppe, da den er lig med 0, og legemet altså vil falde med en konstant hastighed. Da luftmodstanden vil være lige så stor som tyngdekraften, kan tyngdekraften bruges som mål for størrelsen af luftmodstanden. (elearning.kvuc.dk, 2020)

Terminalhastighed er et andet begreb for sluthastigheden, hvilket betyder, at en frit faldende genstand på et tidspunkt opnår en hastighed

hvor den ikke kan falde hurtigere, fordi, som allerede nævnt, at luftmodstandskraften bliver så stor, at den ophæver tyngdekraften. Det er altså den optimale hastighed.

Jeg antager, at luften omkring muffinformen er turbulent, til forskel fra den laminare, da jeg antager, at Reynolds tal er større end 1. (Christiansen, Both, & Sørensen, 2002) Derfor ser formlen for den således ud;

---

Jeg startede med at opmåle en afstand, som mine muffinforme skulle tabes fra. Jeg brugte en tommestok til at afmåle et stykke snor på 1,84 meter.

Jeg satte herefter snoren lodret op på væggen med et stykke tape, så den ene ende lige akkurat nåede gulvet, for så vidste jeg præcist, hvor jeg skulle tabe mine muffinforme fra.

Jeg vejede derefter en af mine muffinforme og skrev massen af den ned, og fandt dernæst min telefon frem til at optage en video af det, som jeg skulle bruge senere til resultater og resultatbehandling.

Jeg optog herefter tabet af muffinformen og gentog bagefter bare med to muffinforme oveni hinanden. Jeg vejede altså de to muffinforme og optog igen tabet af dem.

Dette gentog jeg, så jeg i alt havde 10 videoer med 1, 2, 3.. 10 muffinforme. Efter at jeg havde lavet hele forsøget, gentog jeg det igen. Forsøgsopstillingen så således ud: Se bilag 1

Efter forsøget satte jeg mine 10 videoer ind i loggerpro, hvor jeg fandt tiden og terminalhastigheden ved først at indtegne en længde, sætte punktet (0,0) og plotte en hel del punkter, som fulgte muffinformens fald.

Sådan får du adgang til hele dokumentet

Byt til nyt Upload en af dine opgaver og få adgang til denne opgave
  • Opgaven kvalitetstjekkes
  • Vent op til 1 time
  • 1 Download
  • Minimum 10 eller 12-tal
Premium 39 DKK pr måned
  • Adgang nu og her
  • 20 Downloads
  • Ingen binding
  • Let at opsige
  • Adgang til rabatter
  • Læs fordelene her
Få adgang nu