Mål et støt på luftbane og vis at bevegelsesmengden er bevart selv om kinetisk energi går tapt.
Faglig kvalitetssikret av lærere og toppstudenter · Følger læreplanen (LK20) · Sist oppdatert 2026-10-13
Vis at bevegelsesmengden er bevart i et støt – og at kinetisk energi ikke er det i et uelastisk støt. Med luftbane, gliders, måledata og full databehandling.
Bevegelsesmengde er en av fysikkens dypeste bevaringslover. På en nesten friksjonsfri luftbane kan du måle den direkte: summen av m·v er den samme før og etter et støt, selv om glidernes fart endres dramatisk. Forsøket lar deg også vise forskjellen på elastisk og uelastisk støt – et yndet muntlig-tema.
hensikt → utstyr → framgangsmåte → måledata → databehandling → feilkilder → konklusjon. Lærer du denne strukturen, kan du bruke den på alle forsøk – også dette.
Du får svar på alt dette under – med måledata, databehandling og en ferdig forklaring til muntlig-praktisk.
Undersøke om bevegelsesmengden p = m·v er bevart i et støt mellom to legemer, og sammenligne kinetisk energi før og etter.
Når to gliders støter sammen på en vannrett luftbane, virker det ingen ytre krefter i bevegelsesretningen. Da forventer vi at den totale bevegelsesmengden er nøyaktig like stor før og etter støtet, uansett hvordan farten fordeler seg mellom gliderne. I et fullstendig uelastisk støt antar vi i tillegg at gliderne henger sammen etterpå, og at en del av den kinetiske energien går tapt til varme og deformasjon. Bevegelsesmengden skal altså bevares, mens kinetisk energi ikke gjør det.
Uten ytre krefter er total bevegelsesmengde bevart:
Σp før = Σp etter ⟶ m₁v₁ + m₂v₂ = (m₁+m₂)·v (uelastisk)I et elastisk støt bevares også kinetisk energi. I et uelastisk støt henger legemene sammen, og noe kinetisk energi gjøres om til varme og deformasjon – men bevegelsesmengden er bevart uansett.
Den dypere grunnen er Newtons tredje lov. Under selve støtet skyver glider A på B med en kraft, og B skyver like hardt tilbake på A. Disse to kreftene er like store og motsatt rettet, og de virker like lenge. Derfor får A nøyaktig like stor endring i bevegelsesmengde som B – bare med motsatt fortegn. Når vi legger sammen endringene for begge gliderne, opphever de hverandre, og den totale bevegelsesmengden står stille. Det er nettopp dette som menes med at bevegelsesmengde er en bevaringsstørrelse for et system uten ytre krefter, og det er grunnen til at loven gjelder i begge typer støt.
Bevegelsesmengde er dessuten en vektor: den har retning. I dette forsøket beveger alt seg langs banen, så vi kan bruke fortegn (+ og −) til å skille de to retningene. Kommer A fra venstre er v₁ positiv; spretter en glider tilbake, blir farten dens negativ. Det er lett å glemme fortegnet, men på muntlig-praktisk er det akkurat den detaljen sensor liker å høre at du har kontroll på.
| Størrelse | Før støt | Etter støt |
|---|---|---|
| Glider A: m₁ = 0,20 kg | v₁ = 0,40 m/s | felles v = 0,16 m/s |
| Glider B: m₂ = 0,30 kg | v₂ = 0 m/s |
p før = m₁v₁ + m₂v₂ = 0,20·0,40 + 0 = 0,080 kg·m/s
v etter = p / (m₁+m₂) = 0,080 / 0,50 = 0,16 m/s ✓ (stemmer med målt)
Bevegelsesmengden er altså bevart. Sjekk så kinetisk energi:
E_k før = ½·0,20·0,40² = 0,016 J
E_k etter = ½·0,50·0,16² = 0,0064 J
Hele 60 % av den kinetiske energien er «borte» – omdannet til varme og deformasjon. Det er nettopp dette som kjennetegner et uelastisk støt: p bevares, men E_k gjør det ikke.
«Bevegelsesmengden før og etter var begge 0,080 kg·m/s – bevart, som ventet uten ytre krefter. Men kinetisk energi falt fra 0,016 J til 0,0064 J, et tap på 60 %. Det viser at støtet var uelastisk: energien gikk til varme og deformasjon, mens bevegelsesmengden alltid bevares.»
Fordi bevegelsesmengde er produktet m·v, ikke bare farten. Når den lette glideren mister fart, overtar den tunge en del av bevegelsen. Tapet hos den ene er nøyaktig lik økningen hos den andre, så summen står stille – selv om hver enkelt fart endrer seg dramatisk.
Det er to forskjellige størrelser. Bevegelsesmengde (m·v) er bevart så lenge det ikke virker ytre krefter. Kinetisk energi (½mv²) kan derimot gjøres om til andre former – varme, lyd og deformasjon – uten at det bryter med noen bevaringslov. I et uelastisk støt skjer nettopp det: energi «forsvinner» til varme, mens bevegelsesmengden består.
I et elastisk støt spretter legemene fra hverandre og beholder all kinetisk energi (to biljardkuler er nær dette). I et uelastisk støt går noe kinetisk energi tapt; i det fullstendig uelastiske henger legemene sammen etterpå, som gliderne med borrelås. Bevegelsesmengden er bevart i begge tilfeller.
En liten helling gir en ytre kraft (en komponent av tyngden) langs bevegelsesretningen. Da akselereres eller bremses gliderne mellom målepunktene, og den totale bevegelsesmengden er ikke lenger bevart. Vannrett bane sikrer at den eneste merkbare kraften i bevegelsesretningen er selve støtet.
Regn ut kinetisk energi før og etter. Er den tilnærmet lik, var støtet (nær) elastisk. Er det et tydelig tap – som de 60 % i eksempelet over – var støtet uelastisk. At gliderne henger sammen etterpå er et sikkert tegn på et fullstendig uelastisk støt.
Øv på å forklare forsøket høyt med AI-eksamenstreneren, og repeter teorien i Bevegelsesmengde og kollisjoner.
Bygger på Bevegelsesmengde og kollisjoner. Regnetrening: Regne bevegelsesmengde og støt.