Skriv utFritt fall, laboration
Nu skall vi studera ett fritt fall mer i detalj.
Filmen visar en kula som faller. Fallet är filmat med en kamera som ger 25 bilder per sekund. Det är alltså 0,04 s mellan två bilder.
Kör först filmen en gång för att se vad som händer. Vi ser att kulan faller med en ökande hastighet, det är alltså en accelererad rörelse. Målet med övningen är att bestämma denna acceleration.
Du får fram accelerationen genom att bestämma lutningen i en
v-t-graf över rörelsen.
För att få en v-t-graf så måste du först
läsa av läget vid olika tidpunkter och sedan räkna ut kulans
hastighet vid varje tidpunkt (utom vid den första respektive sista
tidpunkten).
Det spelar inte så stor roll, i vilken ruta man väljer att sätta tiden till 0 s eftersom vi enbart är ute efter lutningen i v-t-grafen.
För att lättare kunna göra avläsningar så har vi tagit fram en bild med alla filmrutorna sammanlagda, som du kan skriva ut. Här finns också en tabell till hjälp.
Bild och tabell för utskrift (pdf, 33 kb)
Du kan även hämta bildfilen om du vill göra egna experiment med olika sätt att avläsa kulans läge, exempelvis i något bildbehandlingsprogram.
Den sammanslagna bilden. (jpg, 75 kb)
Gör så här:
Välj en startpunkt, uppskatta kulans mittpunkt och läs av läget mot linjalen. Försök att läsa av på 0,5 cm när. För in värdet i tabellen. Fortsätt med nästa och så vidare. (Det behöver inte bli 12 avläsningar som i tabellen.)
Beräkna sedan momentanhastigheten i respektive tidpunkt genom att ta differensen mellan avläsningen av läget närmast efter tidpunkten och avläsningen av läget närmast före tidpunkten.
Dividera sedan med skillnaden i tid mellan dessa lägen, t3 - t1 = 0,08 s.
Ex: 
Vi kan på goda grunder anta att den (medel)hastighet vi här räknar ut har samma värde som momentanhastigheten i intervallets mittpunkt. (Bortsett från svårigheter i avläsningen)
Anmärkning: Om man gör enligt denna metod så får man inte hastigheten vid första respektive sista tidpunkten, därför är dessa rutor spärrade i tabellen.Rita sedan en graf med hastigheten som funktion av tiden.
Bestäm grafens lutning, detta värde ger rörelsens acceleration.
Blev denna acceleration ca 9,8 m/s2 ?
(Varje lägesavläsning har en viss osäkerhet så ditt resultat kan avvika lite från detta värde.)
Har du stött på talet 9,8 förut i fysiken? Mer om detta i delen Kraft och rörelse.