4. Zračni upor

Naloga: Ugotovimo zvezo med končno hitrostjo in maso padajočega telesa.

Ali je končna hitrost padanja večja, če je večja masa telesa? Kakšna je zveza med končno hitrostjo padanja telesa in maso telesa? Kolikšna je rezultanta zunanjih sil na telo, ko telo doseže končno hitrost?.

Učna enota: Trenje in upor

Cilji - učenec:

• ve, katere sile delujejo na padajoče telo,
• ve, da telo z večjo maso pada hitreje in doseže večjo končno hitrost,
• ve, da sta masa telesa in končna hitrost, ki jo doseže premosorazmerna,
• ve, katere sile delujejo na padajoče telo.

 Potrebščine:

Navodilo: Ultrazvočni slednik priključimo na kanal DIG/SONIC 1 na vmesnik LabPro. Pritrdimo ga na strop vsaj 2 metra nad tlemi, tako kot prikazuje slika 1. Odpremo datoteko 13 Air Resistance v mapi Physics with Computers. Posodico za pecivo položimo na dlan in držimo roko približno 0,5 m pod slednikom. Kliknemo Collect za zbiranje podatkov. Ko zaslišimo zvok, ki ga oddaja ultrazvočni slednik, spustimo posodico tako, da pada brez rotiranja navpično proti tlom. Roko odmaknemo čim hitreje, tako da slednik zapisuje samo podatke o gibanju posodice. LoggerPro nariše graf končne hitrosti v odvisnosti od časa. Končna hitrost je določena z nagibom krivulje. Nagib krivulje določimo tako, da kliknemo in povlečemo ter omejimo ravni del krivulje. S klikom na gumb Linear Fit Button, določimo nagib premice. Podatek vnesemo v preglednico in meritve večkrat ponovimo.

 Slika 1: Skica poskusa Slika 2: Fotografija poskusa

Slika 3: Posodice

Rezultati merjenj, preglednice in grafi:

Slika 4: Graf  x(t)   

Datoteka: 04 Zračni upor.xmbl

Ugotovitve in posplošitve: Večje je število posodic (masa telesa), večja je končna hitrost padanja. Končna hitrost padanja narašča z maso telesa. Ko doseže telo končno hitrost, je zračni upor uravnovesil silo teže. Rezultanta zunanjih sil na padajoče telo je takrat 0, telo se giblje enakomerno.

Namig: Eksperiment lahko uporabimo pri obravnavi prvih dveh Newtonovih zakonov.