Rörelse i två dimensioner

Fysik B - NV09FMTRamar

Lektionstillfällen: må. 14/2, on. 16/2, må. 21/2, on. 23/2, må. 7/3, on. 9/3, må. 14/3 samt on. 16/3

Laborationstillfällen: Gr. 2: fr. 18/2. Gr. 1: fr. 25/2.

Problemlösningstillfällen: Gr.2: fr. 11/3, Gr. 1: fr. 18/3

Prov: fr. 18/3, på mattelektionen (byte mellan matten och fysiken)

Vecka 7

Bild som beskriver hastighetsförhållanden i x– och y-led under en kaströrelse

Projektilrörelse –  simulering

Rekommenderade uppgifter

5.1, 5.3, 5.4, 5.5, 5.9, 5.11, 5.13 och 5.14 + projektuppgift som beskrivs nedan

Introduktion till rörelse i två dimensioner (Kapitel 5 i Heureka! B)

Fysik A inleddes med likformig rörelse utefter en linje (en dimension). Vi lärde oss bl a att förutsäga när ett föremål skulle befinna sig på en viss koordinat på x-axeln, givet föremålets hastighet. Vi fortsatte sedan i kursen med accelererad rörelse. Vi släppte föremål från en höjd, och såg att de accelererade nedåt. Vi kastade även föremål rakt uppåt och såg hur hastigheten ändrade storlek och riktning. Även här var rörelsen utefter en linje (fortfarande en dimension, även om denna var i y-led) och vi lärde oss förutsäga föremålets läge vid en given tidpunkt då accelerationen och eventuell utgångshastighet var känd.

I detta avsnitt, som för övrigt heter rörelse i två dimensioner, kommer vi att sammanlänka dessa båda typer av rörelser: den likformiga i x-led och den accelererade i y-led. Vi inleder med att göra två experiment som visar på att dessa båda rörelser sker oberoende av varandra.

Vi kommer därefter att dela upp hastigheten i komposanter, som vi tidigare har gjort med krafter. Vi kan då beräkna en ”resulterande hastighet” till storlek (farten!) och riktning (fart med riktning blir hastighet). Här kommer våra trigonometriska kunskaper, samt Pythagoras sats, väl till pass.

Projekt

Under vår första vecka kommer vi också att inleda ett litet projekt där era datorer kommer väl till pass: ni skall nämligen konstruera ett Excel-ark som beräknar ett föremåls läge och fart som funktion av tiden i en kaströrelse med utgångsvinkeln 0 (t ex en kula som rullas ut över en bordskant). Utgångshastigheten ska kunna varieras.

Tabellen kan t ex se ut som följer:

tid (s)    v_0  (m/s)    x (m)    y(m)    v_x  (m/s)    v_y  (m/s)    (m/s)

Värden i tabellen fylls på nedåt. Sedan så plottas x– och y-koordinaterna mot varandra, så får vi se hur det ser ut…! Hur långt kommer föremålet om bordet har en given höjd?

TIPS: Börja med att fylla i tidpunkter med intervall av t ex 0.02 sekunder. Alltså 0, 0.02, 0.04, 0.06,…, sätt en utgångshastighet (t ex 2.0 m/s) och beräkna x som om det vore en likformig rörelse och y som om det vore ett fritt fall. Får ni inte till det i Excel direkt, gör det på papper där ni skriver ut beräkningsmetoden för de kolumner som behöver beräknas.

Vi kommer att gå vidare med detta projekt så att även utkastvinkeln kan varieras. På så sätt hoppas och tror jag att var och en kommer att bli riktigt duktig dels på denna typ av beräkningar, men också få en intuitiv förståelse för kaströrelsens natur.

Rörelse i två dimensioner

Kommentera