19.11.2015 Vino heittoliike ja pyörimisliike (fysiikka 5, pyöriminen ja gravitaatio) Iina Pulkkinen Iida Keränen Anna Saarela
Iina Pulkkinen, Iida Keränen, Anna Saarela HEITTOLIIKE Työn tarkoitus: Määrittää heittoliikkeen lähtönopeus ja kulma, jossa kappale (lenkkari) irtoaa heittäjän kädestä. Välineet: 20m mittanauha, lenkkari, sekuntikello ja kännykkä videointia varten Työn suoritus: 1. Valitsimme kohdan, josta heittäjä heittää lenkkarin ja merkkasimme paikan. 2. Heittäjän heittäessä lenkkaria ajanottaja alkoi ottaa aikaa, ja heitto videoitiin. 3.Lenkkarin pudotessa paraabelin muotoista rataa pitkin maahan sekuntikello pysäytettiin. 4. Mittasimme lentomatkan ja selvitimme videon avulla paraabelin huipun. Huipun pystyi helposti määrittämään, sillä käytimme takana olevan tukipylvään mittaa hyväksi. 5.Ratkaisimme laskemalla näiden tietojen perusteella lähtönopeuden. Riskitekijät: Työssä ei ollut vakavia riskitekijöitä. Piti kuitenkin huomioida lenkkaria heitettäessä ettei kukaan ollut heittohetkellä heittosuunnalla, jottei vaan saisi lenkkarista osumaa. Ennakko-oletukset: Ainoastaan ajattelimme, että nopeus ei voi olla kovin suuri eli noin 5-15m/s tuntumassa ja että kulma olisi nollakulman ja suoran kulman välissä, koska lenkkarin heittosuunta oli eteenpäin. Tulokset:
Johtopäätökset: -ennakko-oletusten täyttyminen: Ennakko-oletukset täyttyivät sekä kulman että nopeuden kohdalla. -tulosten luotettavuus: Tuloksiin vaikuttaa ainakin se, että lenkkarin lentokaaren huipun katsoimme videolta ja mittasimme sen perusteella korkeuden. Ilmanvastus on niin pieni, joten se ei aiheuta merkittävää muutosta. -teoriaa: Kun tarkastellaan vinoa heittoliikettä, voidaan hyödyntää tasaisen liikkeen ja tasaisesti kiihtyvän liikkeen yhtälöitä. Ilmanvastuksen ollessa pieni vinosti ylöspäin heitetyn kappaleen nopeus vaakasuunnassa on tasaista liikettä. Kappaleeseen kohdistuu siis ainoastaan paino, g. Pystysuunnassa kappale on kiihtyvässä liikkeessä. Ennen lakikorkeuden saavuttamista se on tasaisesti hidastuvaa. Lakikorkeuden saavuttamisen jälkeen kappale putoaa alaspäin tasaisesti kiihtyen. Lähtönopeutta määritettäessä hyödynnetään x- ja y-suunnassa olevia komponentteja. Video näytetty 19.11.2015 klo 15.08 Atrium-aulassa
MIKROAALTOUUNIKOE Työn tarkoitus: -laskea keskellä mikroaaltouunin alustaa olevan keittolautasen pyörimisnopeus sekä kiertokulma 2min lämmityksen aikana. Jokainen meistä kolmesta tekee testin omalla mikrolla ja näin voimme vertailla tuloksia. Välineet: keittolautanen, mikroaaltouuni, sekuntikello Työn suoritus: 1. Keittolautaseen laitetaan merkki, jotta pystyy helposti seuraamaan, milloin lautanen on pyörähtänyt yhden kierroksen. 2. Suoritetaan laskutoimitukset ja vertaillaan mikrojen pyörimisnopeuksia ja kiertokulmia saatujen tulosten perusteella. Riskitekijät: Työssä ei ollut oikeastaan riskitekijöitä. Toki keittolautanen olisi saattanut tippua ja mennä rikki ja näin aiheuttaa kokeentekijälle vaaran, mutta näin ei kuitenkaan käynyt, koska olimme varovaisia. Ennakko-oletukset: Oletimme, että kierros kestäisi noin 10s. Kiertokulmasta emme osanneet sanoa mitään ennakko-oletusta. Tulokset: Iida: -yhteen kierrokseen kulunut aika: 11,94s a) pyörimisnopeus n=1/t n=1/11,94s n=0,08375rps n=0,08rps b) kiertokulma 2min aikana: kierroksia (2x60s)/11,94s=10,0502... kiertokulma γ=10,0502...x2лrad=63,14759... γ= 63 rad Anna: -yhteen kierrokseen kulunut aika: 10,92s a) pyörimisnopeus n=1/10,92s n=0,091575...rps n=0,09rps b)kiertokulma 2min aikana: kierroksia 10,9890.. kiertokulma γ=69,045...rad γ= 69 rad Iina: -yhteen kierrokseen kulununut aika: 11,90s a)pyörimisnopeus n=1/11,90s n=0,084 n=0,08rps b)kiertokulma 2min aikana: kierroksia: 11,00917.. kiertokulma γ=69,17268... rad γ= 69 rad
Johtopäätökset: -tulosten luotettavuus: Tulosten luotettavuus hyvä. Ajanotosta ei saanut niin tarkkaa aikaa kuin mahdollista. -ennakko-oletusten täyttyminen: Ennakko-oletukset täyttyivät melko hyvin. Annan mikron yhden kierroksen pyörimisnopeus 0,09rps ja se oli nopein pyörimisnopeus. Iinan ja Annan kiertokulmat olivat pyöristettäessä samat. Erot olivat kuitenkin erittäin pieniä. -teoriaa: Pyörimisnopeus eli kierrostaajuus ilmoittaa, kuinka monta kierrosta kappale pyörii aikayksikössä. Pyöriminen tapahtuu pyörimisakselin suhteen. Kiertokulma on pyörimisliikkeessä kiertymisen suuruutta kuvaava suure. Se määritellään kaaren pituuden ja säteen suhteena. Kiertokulman yksiköksi on sovittu radiaani.