Grafen F mot v² blir en rett linje gjennom origo

Hva viser visualet?

Oppstillingen er en snor gjennom et rør. I den ene enden svinges et lodd med masse 0,20 kg i en vannrett sirkel med radius 0,80 m; i den andre henger en kjent motvekt. Snordraget — og dermed sentripetalkraften — er lik tyngden av motvekta.

Farten finner du av v = 2πr/T ved å ta tida på mange omdreininger. Deretter plotter du kraften mot fartskvadratet. Siden F = (m/r)·v², blir grafen en rett linje gjennom origo med stigningstall m/r = 0,20/0,80 kg/m = 0,25 kg/m.

Linja gjør sammenhengen synlig: ved v = 2,0 m/s er kraften 1,0 N, og ved v = 4,0 m/s er den 4,0 N. Dobler du farten, firedobles kraften. Det er hele forklaringen på hvorfor høy fart i en sving er så krevende.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Loddet svinges med fast radius. Og du tar tida på mange runder for å finne T og v.
2. 2. Motvekta gir en kjent sentripetalkraft. Du kan variere: snordraget er lik tyngden av motvekta.
3. 3. F mot v². Blir en rett linje gjennom origo med stigningstall m/r = 0,25 kg/m.

Nøkkelbegreper

• sentripetalkraft
• snordrag
• linearisering
• stigningstall
• forsøk
• måleusikkerhet

På prøve og muntlig-praktisk

Kapitteleksamen oppgave 1: en kule med m = 0,20 kg svinges i r = 0,80 m med v = 4,0 m/s. Fasit: F = mv²/r = 4,0 N rettet mot sentrum.

Kildegrunnlag

forsok-sentripetalkraft.html + https://www.ifingo.no/fysikk2/sirkelbevegelse-og-gravitasjon/eksamen