00TD02A 1.2 Måling av lydfart - itnett/FTD02H-N GitHub Wiki

00TD02A 1.2 Måling av lydfart

For å måle lydhastigheten og analysere dataene, kan du følge disse trinnene:

  1. Gjennomføre forsøket:

    • Finn et stort åpent område som en fotballbane.
    • Plasser to personer 100 til 200 meter fra hverandre.
    • En person filmer mens den andre slår sammen to planker for å lage en skarp lyd.

  2. Datainnsamling:

    • Bruk et videokamera for å filme hendelsen.
    • Mål avstanden mellom de to personene nøyaktig med et målebånd eller ved hjelp av Google Maps.

  3. Dataanalyse:

    • Overfør videoen til en datamaskin.
    • Bruk et videoredigeringsprogram for å finne det nøyaktige tidspunktet plankene ble slått sammen og når lyden ble registrert av kameraet.

  4. Beregning av lydhastigheten:

    • Bruk formelen $$v = \frac{s}{t}$$, der $( s )$ er avstanden mellom de to personene, og $( t )$ er tidsforskjellen mellom synet av plankene som slås sammen og når lyden når kameraet.

  5. Vurdering av usikkerhet:

    • Vurder usikkerheten i både tids- og avstandsmålingene.
    • Bestem hvilken av målingene som bidrar mest til usikkerheten i lydhastigheten.

Tabeller for dataanalyse: Du kan lage en tabell som denne for å organisere dataene dine:

| Avstand (s) | Tidspunkt Planker Slås Sammen (t1) | Tidspunkt Lyd Registrert (t2) | Tidsforskjell (t) | Lydhastighet (v) |
|-------------|------------------------------------|--------------------------------|-------------------|------------------|
| 100 m       | 00:00:01                           | 00:00:02                       | 1 sek             | 100 m/s          |
| 150 m       | 00:00:01                           | 00:00:03                       | 2 sek             | 75 m/s           |
| 200 m       | 00:00:01                           | 00:00:04                       | 3 sek             | 66.7 m/s         |

Husk:

  • Lydhastigheten i luft ved romtemperatur er omtrent $343 m/s$.
  • Usikkerheten i målingene kan komme fra flere kilder, som menneskelig reaksjonstid, nøyaktigheten av måleutstyret, og forsinkelsen i lydregistreringen av kameraet.

Når du har samlet og analysert dataene, kan du sammenligne den beregnede lydhastigheten med den kjente verdien for å vurdere nøyaktigheten av forsøket ditt. Lykke til med målingen av lydhastigheten!

For å gjennomføre pendeleksperimentet i Trinket.io, kan du følge disse trinnene:

  1. Åpne Trinket.io og opprett et nytt Python-prosjekt.
  2. Skriv inn koden for å simulere en pendel. Du kan bruke Python-biblioteker som matplotlib for å plotte bevegelsen av pendelen over tid. Her er et eksempel på hvordan du kan kode dette:
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

# Konstanter
g = 9.81  # Tyngdeakselerasjonen i m/s^2
l = 1.0   # Lengden av pendelen i meter
theta_0 = 0.2  # Maksimalt vinkelutslag i radianer

# Tidsvariabler
t = np.linspace(0, 10, 1000)  # 10 sekunder, 1000 punkter

# Pendelens bevegelsesligning for små svingninger
theta = theta_0 * np.cos(np.sqrt(g/l) * t)

# Plotting
plt.plot(t, theta)
plt.xlabel('Tid (s)')
plt.ylabel('Vinkelutslag (rad)')
plt.title('Pendelens Svingninger')
plt.grid(True)
plt.show()
  1. Kjør koden for å se simuleringen og analysere pendelens bevegelse.

For å utføre eksperimentet i GeoGebra, kan du gjøre følgende:

  1. Åpne GeoGebra og velg 'Geometri' eller 'Grafikk' visning.
  2. Tegn pendelen ved å bruke verktøyene for å lage linjer og punkter.
  3. Animér pendelen ved å bruke glidebryteren for å endre vinkelen og observere bevegelsen.
  4. Samle data ved å bruke regnearket i GeoGebra for å registrere vinkelutslag og tidsintervaller.
  5. Analyser dataene ved å bruke GeoGebras innebygde funksjoner for regresjonsanalyse og plotting for å finne sammenhengen mellom svingetiden og pendellengden.

Husk at både Trinket.io og GeoGebra har sine egne sett med verktøy og funksjoner som du kan utforske for å få en dypere forståelse av pendelens bevegelse og de underliggende fysiske prinsippene. Lykke til med eksperimentet ditt!

Kilde: Samtale med Copilot, 10.6.2024 (1) Oscillating Pendulum Experiment - IGCSE Physics. https://www.youtube.com/watch?v=zF_2ZcTakVE. (2) Simple Pendulum Experiment. https://www.youtube.com/watch?v=XPcUhEvIIQ0. (3) Pendulum experiment set up. https://www.youtube.com/watch?v=PTN0HFD7Utw. (4) 3D modeling of a swinging pendulum using VPython Trinket. https://medium.com/@dkoulialias/3d-modeling-of-a-swinging-pendulum-using-vpython-trinket-03cabe624bc6. (5) How to create a 3D model of a swinging pendulum using python.. https://www.youtube.com/watch?v=PJYI0YLfbvM. (6) FAQ - Trinket. https://www.trinket.io/faq. (7) Simple pendulum in geogebra - YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=sEmUGME0QOw. (8) Kater's Pendulum with Full Explanation | Practical File. https://www.youtube.com/watch?v=TxbDyv17Jfs. (9) GeoGebra: How to Animate a Pendulum in Resonance. https://www.youtube.com/watch?v=_p5fbZXjVuU. (10) simple pendulum – GeoGebra. https://www.geogebra.org/m/HrnNWHte. (11) Physical Pendulum Pivoted From Arbitrary Point – GeoGebra. https://www.geogebra.org/m/Ze8rRdFu. (12) undefined. https://youtu.be/HbcplnEak90The. (13) undefined. http://www.esperimentifisica.cloud/phisics_laboratory/pendulum/pendulum.html.

image

Utmerket, det ser ut som du har en graf som viser svingningene til en pendel over tid. For å hjelpe deg med å gjennomføre og analysere dette i Trinket.io og GeoGebra, kan vi bruke følgende fremgangsmåte:

I Trinket.io:

  1. Skriv inn koden for å simulere pendelens bevegelse basert på fysikkens lover.
  2. Kjør simuleringen og observer resultatene.
  3. Analyser dataene ved å se på hvordan vinkelutslaget endrer seg over tid.

I GeoGebra:

  1. Åpne GeoGebra og bruk 'Regneark' for å legge inn dataene fra Trinket.io.
  2. Bruk 'Grafikk'-visningen til å plotte dataene og se på sammenhengen mellom svingetiden og pendellengden.
  3. Utfør regresjonsanalyse hvis nødvendig for å finne den matematiske modellen som best beskriver pendelens bevegelse.

Hvis du trenger mer detaljerte instruksjoner eller hjelp med koden, ikke nøl med å spørre. Lykke til med analysen din!

Kilde: Samtale med Copilot, 10.6.2024 (1) . https://www.mdpi.com/1996-1073/14/23/8064. (2) https://blogs.upm.es/checkpointaudio/2021/11/04/amplitud-senal-audio-digital. https://blogs.upm.es/checkpointaudio/2021/11/04/amplitud-senal-audio-digital/. (3) https://www.math.pku.edu.cn/teachers/lidf/docs/Julia/html/_book/makie.html. https://www.math.pku.edu.cn/teachers/lidf/docs/Julia/html/_book/makie.html.