Forsøk i Fysikk 1

Klassiske fysikk-1-forsøk du kan gjøre med standard skoleutstyr eller telefonen. Hvert forsøk har utstyr, framgangsmåte, vanlige feil og et eksempel på hvordan rapporten kan se ut. Les labrapportmalen først, så ser du hvordan hver del fylles ut i forsøkene under.

Labrapportmal

En labrapport følger nesten alltid samme struktur. Under er de faste delene med kort veiledning. I hvert forsøk ser du et konkret eksempel på hvordan delene fylles ut for akkurat det forsøket.

Hensikt og problemstilling
Skriv i én eller to setninger hva du vil finne ut eller måle, og hvilken sammenheng du undersøker. Formuler det gjerne som et spørsmål du kan teste.
Teori
Forklar kort fysikken bak: hvilke størrelser og formler er relevante, og hva forventer du ut fra teorien. Definer symbolene du bruker.
Utstyr
List opp alt utstyr, med målenøyaktighet der det er relevant (linjal i mm, stoppeklokke i hundredeler). Nevn hvilken app du bruker hvis du måler med telefon.
Framgangsmåte
Beskriv hva du gjorde steg for steg, så en annen kan gjenta forsøket. Skriv i fortid, ikke som en kommandoliste.
Resultater
Før målingene i en tabell med enheter, og regn ut det du er ute etter. Lag gjerne en graf og les av stigningstall der det gir mening.
Feilkilder
Vurder hva som kan ha påvirket resultatet, og om feilen gjør resultatet for høyt eller for lavt. Ikke bare skriv at det kan være feil.
Konklusjon
Svar på problemstillingen med tallet du fant, sammenlign med forventet eller teoretisk verdi, og vurder hvor godt forsøket svarte på spørsmålet.

Se hvordan malen fylles ut, med den konkrete vrien, i hvert forsøk under.

Kraft og bevegelse

Måle tyngdeakselerasjonen g med en pendel

Hvor stor er tyngdeakselerasjonen g, målt med en enkel pendel?

Utstyr

snor på 1 til 1,5 m
et lite, tungt lodd (eller en stor mutter)
stativ eller en krok å henge snora i
linjal eller målebånd
telefon med stoppeklokke, eller appen Phyphox

Framgangsmåte

Heng loddet i snora og fest snora så pendelen kan svinge fritt.
Mål pendellengden L fra opphenget til midten av loddet.
Trekk loddet litt til siden med liten vinkel og slipp det uten å dytte.
Start stoppeklokka, tell for eksempel 20 hele svingninger, og stopp klokka.
Regn ut svingetiden T ved å dele målt tid på antall svingninger.
Gjenta et par ganger og bruk gjennomsnittet, og regn ut g.

Vanlige feil

Måler tiden for bare én svingning. Ta tiden på 10 til 20 svingninger og del på antallet.
Bruker stor utslagsvinkel. Hold vinkelen liten (under ca. 15 grader), ellers gjelder ikke formelen godt.
Måler snorlengden feil. Lengden skal måles fra opphenget til midten av loddet.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Bestemme tyngdeakselerasjonen g ved å måle svingetiden til en pendel med kjent lengde.

Teori

For små utslag er svingetiden T = 2π·√(L/g). Løst for g gir det g = 4π²·L / T². Forventet verdi i Norge er omtrent 9,82 m/s².

Resultater

Med L = 1,00 m målte vi 20 svingninger på 40,1 s, altså T = 2,005 s. Da blir g = 4π²·1,00 / 2,005² = 9,82 m/s².

Feilkilder

Reaksjonstid ved start og stopp. Ved å telle mange svingninger blir denne feilen liten per svingning. Stor utslagsvinkel ville gitt litt for lang svingetid og dermed for lav g.

Konklusjon

Vi fant g ≈ 9,82 m/s², som stemmer godt med tabellverdien. Metoden er presis når man teller mange svingninger.

Måle g i fritt fall med telefonen

Hvor stor er akselerasjonen til et fritt fallende legeme, og stemmer den med g?

Utstyr

telefon med appen Phyphox (akustisk stoppeklokke), eller telefonens sakte-film-kamera
en liten, tung gjenstand å slippe, for eksempel en nøkkel
målebånd
en hard flate gjenstanden lager lyd mot når den lander

Farer og sikkerhet

Pass på at ingen står under, og slipp ikke gjenstanden over føtter, skjerm eller noe som kan skades.

Framgangsmåte

Mål høyden h fra gjenstanden til underlaget.
Bruk Phyphox' akustiske stoppeklokke, eller film fallet i sakte film.
Slipp gjenstanden uten å dytte, samtidig som målingen starter.
Les av falltiden t når gjenstanden treffer underlaget.
Gjenta noen ganger, bruk gjennomsnittet, og regn ut g.

Vanlige feil

Gir gjenstanden et lite dytt, så den ikke starter i ro.
Måler høyden til feil punkt. Mål fra bunnen av gjenstanden til underlaget.
Bruker for liten høyde, så falltiden blir så kort at usikkerheten dominerer. Bruk minst en meter.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Måle tyngdeakselerasjonen ved å slippe en gjenstand fra kjent høyde og måle falltiden.

Teori

Ved fritt fall fra ro er h = ½·g·t². Løst for g gir det g = 2h / t². Vi neglisjerer luftmotstanden for en liten, tung gjenstand.

Resultater

Fra h = 1,50 m målte vi falltiden t = 0,55 s. Da blir g = 2·1,50 / 0,55² = 9,9 m/s².

Feilkilder

Luftmotstand gjør falltiden litt lengre og g litt for lav. Et dytt ved slipp gir feil starttidspunkt. Kort falltid gir stor relativ usikkerhet.

Konklusjon

Vi fant g ≈ 9,9 m/s², nær tabellverdien 9,82. Avviket skyldes trolig usikkerhet i den korte falltiden.

Fjærkonstanten og Hookes lov

Hvor stor er fjærkonstanten til en fjær, og følger fjæra Hookes lov?

Utstyr

en skruefjær
et sett kjente lodd, eller gjenstander veid på kjøkkenvekt
stativ å henge fjæra i
linjal eller målebånd

Farer og sikkerhet

Ikke heng på så mye at fjæra strekkes permanent eller loddene faller ned. Øk massen forsiktig.

Framgangsmåte

Heng opp fjæra og mål lengden uten lodd.
Heng på et kjent lodd og mål den nye lengden. Forlengelsen er differansen.
Gjenta for flere lodd med økende masse.
Regn om hver masse til tyngde F = m·g.
Plott kraft mot forlengelse og finn stigningstallet, som er fjærkonstanten k.

Vanlige feil

Leser av fjærlengden i stedet for forlengelsen. Det er endringen i lengde fra ubelastet fjær som skal brukes.
Bruker masse i gram som kraft. Regn masse om til tyngde med F = m·g.
Overbelaster fjæra så den ikke går tilbake. Da gjelder ikke Hookes lov lenger.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Bestemme fjærkonstanten k og undersøke om fjæra følger Hookes lov.

Teori

Hookes lov sier at kraften er proporsjonal med forlengelsen: F = k·x. En rett linje gjennom origo i en F-x-graf bekrefter loven, og stigningstallet er k.

Resultater

Med masser fra 100 g til 500 g fikk vi forlengelser fra 4,0 cm til 20,1 cm. F-x-grafen ble tilnærmet rett gjennom origo med stigningstall k ≈ 24 N/m.

Feilkilder

Avlesning av lengde på millimeternivå. Fjæras egenvekt. Svingende lodd ved avlesning gir unøyaktig lengde.

Konklusjon

Grafen var rett gjennom origo, så fjæra følger Hookes lov i området vi testet, med k ≈ 24 N/m.

Friksjonskoeffisienten på et skråplan

Hvor stor er friksjonen mellom en kloss og et underlag, og hvordan kan vi finne friksjonskoeffisienten ved å variere helningen på et skråplan?

Utstyr

en kloss med kjent masse
et brett som kan settes på skrå (skråplan)
gradskive eller vinkelmåler, eller linjal til å måle høyde og lengde
eventuelt ulike underlag (tre, sandpapir, plast) på klossen
kalkulator

Farer og sikkerhet

Ingen spesielle farer. Pass på at klossen ikke sklir av og treffer noen, og hold fingrene unna når brettet vippes.

Framgangsmåte

Legg klossen på det vannrette brettet.
Vipp brettet langsomt opp til klossen så vidt begynner å gli.
Mål vinkelen brettet har i dette øyeblikket, eller mål høyden og lengden og regn ut vinkelen.
Gjenta flere ganger og regn ut gjennomsnittet.
Regn ut friksjonskoeffisienten som tangens til vinkelen, og gjenta gjerne med ulike underlag.

Vanlige feil

Dytter klossen i gang, så du måler ikke vinkelen der den akkurat begynner å gli av seg selv.
Leser av vinkelen unøyaktig. mål gjerne høyde og lengde og regn ut i stedet.
Bruker et skittent eller ujevnt underlag, så friksjonen varierer langs brettet.
Blander sammen hvilesfriksjon og glidefriksjon. det er vinkelen der klossen SÅ VIDT begynner å gli som gir hvilefriksjonskoeffisienten.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Bestemme friksjonskoeffisienten mellom en kloss og et underlag ved å finne vinkelen der klossen begynner å gli.

Teori

På et skråplan trekker tyngdekraften klossen nedover langs planet med komponenten mg sin v, mens friksjonskraften virker oppover langs planet. Rett før klossen glir, er friksjonen på sitt største og lik my ganger normalkraften mg cos v. Setter vi de to like store, får vi at my er lik tangens til vinkelen. Friksjonskoeffisienten avhenger av materialene, ikke av massen.

Resultater

Treklossen på trebrettet begynte å gli ved omtrent 22 grader, som gir en friksjonskoeffisient på cirka 0,40. Med sandpapir under klossen økte vinkelen til rundt 30 grader (my cirka 0,58).

Feilkilder

Det var vanskelig å se nøyaktig når klossen begynte å gli. Underlaget var ikke helt jevnt. Små vibrasjoner i bordet kunne sette klossen i gang for tidlig.

Konklusjon

Vinkelen der klossen begynte å gli ga friksjonskoeffisienten via tangens, og verdien var større for ru underlag enn for glatte, slik teorien forutsier. Forsøket viser at friksjon avhenger av materialene.

Newtons andre lov med vogn og lodd

Hvordan avhenger akselerasjonen til en vogn av kraften som drar den og av massen, og stemmer det med Newtons andre lov?

Utstyr

en dynamikkvogn eller en vogn med lette hjul på et bord
en snor over en trinse i bordkanten
et sett lodd med kjent masse
målebånd og klokke, eller en fotocelle eller mobilapp som måler tid
eventuelt ekstra lodd til å legge oppå vogna

Farer og sikkerhet

Loddet faller mot gulvet. pass på føtter og at ingenting under blir skadet.
Vogna kan trille av bordet. ha en stopper eller ta imot i enden.

Framgangsmåte

Koble vogna til et lodd med en snor over trinsa i bordkanten.
Slipp vogna og mål tiden den bruker over en fast strekning, og regn ut akselerasjonen.
Øk den dragende kraften ved å flytte lodd fra vogna til snora (så total masse er lik), og mål på nytt.
Gjenta med fast kraft men økende total masse ved å legge lodd oppå vogna.
Sett opp akselerasjon mot kraft og akselerasjon mot masse i grafer, og sammenlign med Newtons andre lov.

Vanlige feil

Glemmer at loddet som drar også har masse som akselereres. den totale massen som beveger seg er vogn pluss lodd.
Måler tid og strekning unøyaktig, så akselerasjonen blir usikker. bruk gjerne fotocelle eller flere målinger.
Endrer både kraft og masse samtidig, så du ikke ser hva som påvirker hva.
Ser bort fra friksjon og trinsemotstand, som gjør den målte akselerasjonen litt lavere.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Undersøke hvordan akselerasjonen henger sammen med kraft og masse, og teste Newtons andre lov F er lik m ganger a.

Teori

Newtons andre lov sier at akselerasjonen er lik summen av kreftene delt på massen, a er lik F delt på m. Med fast masse forventer vi at akselerasjonen øker proporsjonalt med kraften, så en graf av a mot F blir en rett linje. Med fast kraft forventer vi at akselerasjonen synker når massen øker, så a mot m gir en fallende, omvendt proporsjonal kurve.

Resultater

Da vi økte den dragende kraften med fast total masse, økte akselerasjonen jevnt, og grafen a mot F ble tilnærmet en rett linje. Da vi økte massen med fast kraft, sank akselerasjonen som forventet.

Feilkilder

Friksjon og motstand i trinsa gjorde den målte akselerasjonen litt lavere enn teorien. Tidsmålingen var unøyaktig med håndholdt klokke. Snora var ikke helt masseløs.

Konklusjon

Akselerasjonen økte med kraften og sank med massen, i tråd med Newtons andre lov. Avvikene skyldes mest friksjon og målenøyaktighet.

Elektrisitet

Ohms lov for en motstand

Er strømmen gjennom en motstand proporsjonal med spenningen, og hva er resistansen?

Utstyr

justerbar likespenningskilde, eller batterier
en motstand (resistor)
multimeter, eller separat ampere- og voltmeter
ledninger med krokodilleklemmer

Farer og sikkerhet

Bruk lav spenning, noen få volt. Hold deg til skolens strømkilder, aldri nettspenning.
Motstanden kan bli varm ved høy strøm. Skru ned spenningen mellom målingene.

Framgangsmåte

Koble motstanden, amperemeteret i serie, og voltmeteret parallelt over motstanden.
Sett spenningen lavt og les av strøm og spenning.
Øk spenningen i trinn og noter strøm og spenning for hvert trinn.
Plott strøm mot spenning.
Finn resistansen fra stigningstallet, eller som U delt på I.

Vanlige feil

Kobler amperemeteret i parallell. Det skal stå i serie med motstanden.
Kobler voltmeteret i serie. Det skal stå i parallell over motstanden.
Lar spenningen stå høyt så motstanden varmes opp og resistansen endrer seg underveis.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Undersøke sammenhengen mellom spenning og strøm for en motstand og bestemme resistansen.

Teori

Ohms lov sier U = R·I. For en ohmsk motstand gir en I-U-graf en rett linje gjennom origo, og resistansen er R = U / I.

Resultater

Ved spenninger fra 1,0 V til 5,0 V økte strømmen jevnt fra 0,010 A til 0,050 A. Grafen var rett gjennom origo, og R = U/I ≈ 100 Ω.

Feilkilder

Oppvarming øker resistansen litt ved høy strøm. Måleusikkerhet i instrumentene og overgangsmotstand i klemmene.

Konklusjon

Strømmen var proporsjonal med spenningen, så motstanden er ohmsk, med R ≈ 100 Ω.

Serie- og parallellkobling av motstander

Hvordan endrer den samlede motstanden seg når vi kobler motstander i serie og i parallell, og stemmer målingene med reglene for koblingene?

Utstyr

to eller tre motstander med kjent verdi
et batteri eller en likestrømkilde med lav spenning
multimeter
ledninger og en koblingsbrett

Farer og sikkerhet

Bruk kun lav spenning fra batteri, ikke nettstrøm.
Motstander kan bli varme ved høy strøm. hold strømmen lav og la dem ikke stå på lenge.

Framgangsmåte

Mål verdien til hver enkelt motstand med multimeteret.
Koble to motstander i serie og mål den samlede motstanden.
Koble de samme to i parallell og mål den samlede motstanden.
Regn ut forventet motstand for begge koblingene og sammenlign med det du målte.
Mål gjerne også strøm og spenning for å bekrefte hvordan de fordeler seg.

Vanlige feil

Kobler multimeteret feil. mål motstand uten spenning på kretsen, eller mål strøm i serie og spenning parallelt.
Blander sammen reglene. i serie legges motstandene sammen, i parallell legges de inverse sammen.
Har dårlig kontakt i koblingsbrettet, så målingene spriker.
Glemmer at ledninger og batteri har litt egenmotstand.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Undersøke hvordan motstander legger seg sammen i serie- og parallellkobling, og sammenligne med reglene.

Teori

I en seriekobling går samme strøm gjennom alle motstandene, og den samlede motstanden er summen av dem. I en parallellkobling får hver motstand samme spenning, og den inverse av den samlede motstanden er summen av de inverse. Derfor blir seriekobling alltid større enn den største enkeltmotstanden, og parallellkobling alltid mindre enn den minste.

Resultater

To motstander på 100 og 220 ohm ga 318 ohm i serie (forventet 320) og 68 ohm i parallell (forventet 69). Målingene stemte godt med reglene.

Feilkilder

Motstandene hadde en toleranse på noen prosent. Ledninger og kontakter i koblingsbrettet la til litt motstand. Multimeteret har egen usikkerhet.

Konklusjon

Seriekoblingen ga summen av motstandene og parallellkoblingen ga en mindre verdi, i tråd med reglene. Små avvik skyldes toleranse og kontaktmotstand.

Effekt og energi i en elektrisk krets

Hvor stor effekt bruker en komponent, og hvordan henger effekt sammen med spenning og strøm og med energien som brukes over tid?

Utstyr

en liten lyspære eller en motstand som komponent
en likestrømkilde med lav spenning
multimeter til å måle spenning og strøm (eller to instrumenter)
ledninger og en klokke

Farer og sikkerhet

Bruk lav spenning. En lyspære blir varm, ikke ta på glasset rett etter bruk.
Ikke la kretsen stå på lenge uten tilsyn.

Framgangsmåte

Koble komponenten til strømkilden.
Mål spenningen over komponenten og strømmen gjennom den.
Regn ut effekten som spenning ganger strøm.
La kretsen stå på i en målt tid, og regn ut energien som effekt ganger tid.
Gjenta med ulike spenninger og se hvordan effekten endrer seg.

Vanlige feil

Måler spenning og strøm på ulike tidspunkt eller ved ulik innstilling, så produktet blir feil.
Kobler amperemeteret parallelt i stedet for i serie, som kan kortslutte.
Regner energi uten å passe på enhetene. effekt i watt ganger tid i sekunder gir energi i joule.
Endrer spenningen underveis uten å notere det.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Bestemme effekten til en komponent fra spenning og strøm, og regne ut energien den bruker over tid.

Teori

Effekt er energi per tid og regnes i en likestrømkrets som spenning ganger strøm, P er lik U ganger I. Energien komponenten bruker, er effekten ganget med tiden, målt i joule når effekten er i watt og tiden i sekunder. For en motstand kan effekten også skrives som spenningen i andre delt på motstanden, så den øker raskt når spenningen øker.

Resultater

Ved 6 volt gikk det 0,3 ampere gjennom lyspæra, som gir en effekt på 1,8 watt. På to minutter (120 sekunder) brukte den da cirka 216 joule. Da vi økte spenningen, økte effekten mer enn proporsjonalt.

Feilkilder

Lyspæras motstand endrer seg med temperaturen, så effekten var ikke helt stabil. Måleinstrumentene har usikkerhet, og litt effekt gikk tapt i ledningene.

Konklusjon

Effekten var lik spenning ganger strøm, og energien var effekt ganger tid. At effekten økte raskt med spenningen, stemmer med at den avhenger av spenningen i andre for en motstand.

Energi og varme

Vannets spesifikke varmekapasitet

Hvor mye energi trengs for å varme opp vann, og stemmer det med vannets spesifikke varmekapasitet?

Utstyr

vannkoker eller dyppekoker med kjent effekt
vann
termometer
kjøkkenvekt eller målebeger
stoppeklokke (telefon)

Farer og sikkerhet

Varmt vann og varme elementer. Vær forsiktig så du ikke brenner deg.
Hold elektrisk utstyr unna vannsøl.

Framgangsmåte

Mål opp en kjent masse vann og mål starttemperaturen.
Varm vannet i en kjent tid med kjent effekt, og rør forsiktig.
Les av sluttemperaturen.
Regn ut tilført energi som effekt ganger tid.
Regn ut spesifikk varmekapasitet fra energien, massen og temperaturendringen.

Vanlige feil

Regner ikke med varmetap til omgivelsene, som gir for høy målt varmekapasitet.
Blander gram og milliliter. 1 liter vann er omtrent 1 kg.
Leser av temperaturen før vannet er godt rørt om.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Bestemme vannets spesifikke varmekapasitet ved å måle energien som trengs for en kjent temperaturøkning.

Teori

Energien for å varme massen m med ΔT er Q = c·m·ΔT, der c er spesifikk varmekapasitet. Tilført elektrisk energi er Q = P·t. Tabellverdi for vann er c ≈ 4180 J/(kg·K).

Resultater

En koker på 1000 W varmet 0,50 kg vann fra 20 til 40 grader på 44 s. Q = 1000·44 = 44000 J, som gir c = Q/(m·ΔT) = 44000/(0,50·20) = 4400 J/(kg·K).

Feilkilder

Varmetap til luft og beholder gjør at vi må tilføre mer energi, så målt c blir for høy. Kokerens oppgitte effekt kan avvike litt.

Konklusjon

Vi fant c ≈ 4400 J/(kg·K), litt over tabellverdien 4180, i tråd med varmetap til omgivelsene.

Bevaring av mekanisk energi i en pendel

Blir potensiell energi omdannet til like mye kinetisk energi når en pendel svinger, og hvor godt holder energibevaringen når vi måler farten i bunnpunktet?

Utstyr

en pendel: et lodd i en snor festet i et stativ
målebånd eller linjal
en fotocelle eller mobilapp for å måle farten i bunnpunktet, eventuelt sakte film
vekt (massen trengs ikke i selve energiligningen, men greit å ha)

Farer og sikkerhet

Loddet svinger. pass på at ingen står i banen, og fest stativet godt.
Ingen andre spesielle farer.

Framgangsmåte

Trekk pendelen ut til siden og mål hvor høyt loddet henger over bunnpunktet.
Slipp pendelen uten å dytte.
Mål farten til loddet når det passerer bunnpunktet.
Regn ut potensiell energi ved start (m g h) og kinetisk energi i bunnpunktet (en halv m v i andre).
Sammenlign de to energiene, og gjenta med ulike starthøyder.

Vanlige feil

Måler høyden feil. det er den loddrette høydeforskjellen mellom start og bunnpunkt som teller, ikke lengden langs buen.
Slipper pendelen med et dytt, så den får ekstra startfart.
Måler farten et annet sted enn i bunnpunktet, der all energien er kinetisk.
Glemmer at luftmotstand og friksjon i opphenget tar litt energi, så målt fart blir litt lav.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Teste bevaring av mekanisk energi ved å sammenligne potensiell energi i starten med kinetisk energi i bunnpunktet for en pendel.

Teori

Uten friksjon er summen av potensiell og kinetisk energi konstant. I starten står pendelen stille i høyden h, så all energien er potensiell, m g h. I bunnpunktet er høyden null og farten størst, så all energien er kinetisk, en halv m v i andre. Setter vi dem like store, får vi at farten i bunnpunktet er kvadratroten av 2 g h, uavhengig av massen.

Resultater

Med en starthøyde på 20 cm målte vi en fart i bunnpunktet på cirka 1,9 meter per sekund. Teorien gir kvadratroten av 2 ganger 9,81 ganger 0,20, altså cirka 1,98 meter per sekund. Målt kinetisk energi var rundt 92 prosent av potensiell energi.

Feilkilder

Luftmotstand og friksjon i opphenget tok litt energi, så farten ble litt lavere enn teorien. Høyden og farten var vanskelige å måle helt nøyaktig.

Konklusjon

Kinetisk energi i bunnpunktet var nær potensiell energi ved start, slik energibevaring forutsier. Det lille tapet skyldes friksjon og luftmotstand, og farten var uavhengig av massen.

Smeltevarmen til is

Hvor mye energi trengs for å smelte is, og hvordan kan vi finne den spesifikke smeltevarmen ved å måle hvor mye varmt vann avkjøles?

Utstyr

isbiter (helst ved 0 grader, tørket lett)
et isolert beger eller en kalorimeterkopp
termometer
vekt
varmt vann med kjent temperatur

Farer og sikkerhet

Varmt vann kan gi forbrenning. bruk ikke kokende vann.
Tørk opp søl så ingen sklir.

Framgangsmåte

Vei en kjent mengde varmt vann i det isolerte begeret og noter temperaturen.
Tilsett en kjent mengde is og rør forsiktig.
Følg med på temperaturen til all isen er smeltet, og noter den laveste temperaturen.
Regn ut hvor mye varme det varme vannet ga fra seg.
Trekk fra energien som gikk til å varme smeltevannet opp igjen, og del resten på massen is for å finne smeltevarmen.

Vanlige feil

Bruker is som er kaldere enn 0 grader, så noe energi går til å varme isen opp til smeltepunktet. bruk is som akkurat har begynt å smelte.
Har vann på isbitene når de veies, så massen is blir feil. tørk dem lett.
Rører ikke, så temperaturen blir ujevn.
Ser bort fra varmetap til omgivelsene. bruk et isolert beger og jobb raskt.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Bestemme den spesifikke smeltevarmen til is ved å måle hvor mye varmt vann avkjøles når is smelter i det.

Teori

Når is smelter, må det tilføres energi for å bryte bindingene mellom vannmolekylene, uten at temperaturen stiger. denne energien kalles smeltevarme. Energien kommer fra det varme vannet, som avkjøles. Ved energibalanse er varmen det varme vannet gir fra seg lik smeltevarmen til isen pluss energien som varmer smeltevannet opp til sluttemperaturen. Tabellverdien for is er cirka 334 000 joule per kilogram.

Resultater

Med 200 gram vann ved 40 grader og 30 gram is falt temperaturen til cirka 27 grader. Regnestykket ga en smeltevarme på rundt 320 000 joule per kilogram, litt lavere enn tabellverdien.

Feilkilder

Isen var kanskje litt kaldere enn 0 grader, og noe smeltevann satt på isbitene ved veiing. Begeret var ikke helt isolert, så noe varme lekket inn.

Konklusjon

Den målte smeltevarmen lå nær tabellverdien på 334 000 joule per kilogram. Avviket skyldes mest varmetap og usikkerhet i istemperaturen. Forsøket viser at det trengs mye energi for å smelte is uten temperaturøkning.

Bølger og lyd

Måle lydhastigheten i luft

Hvor fort beveger lyd seg i luft?

Utstyr

to telefoner med appen Phyphox (gratis), forsøket Lydhastighet
målebånd
et rolig sted uten mye bakgrunnsstøy

Framgangsmåte

Plasser de to telefonene en kjent avstand fra hverandre og start Lydhastighet-forsøket i Phyphox.
Lag en skarp lyd, for eksempel et klapp, ved den ene telefonen.
Appen måler tiden lyden bruker mellom telefonene.
Gjenta noen ganger og bruk gjennomsnittet.
Regn ut farten som avstand delt på tid, eller les den av i appen.

Vanlige feil

Måler avstanden unøyaktig. Mål mellom mikrofonene med målebånd.
Bakgrunnsstøy utløser målingen for tidlig. Gjør forsøket et rolig sted.
For kort avstand gir så kort tid at usikkerheten blir stor.

Slik kan rapporten se ut

Hensikt

Måle lydhastigheten i luft ved å måle tiden lyden bruker over en kjent avstand.

Teori

Lydhastigheten er v = s / t, der s er avstanden lyden går og t er tiden. I luft ved romtemperatur er tabellverdien omtrent 343 m/s.

Resultater

Med avstand 2,00 m målte appen en forsinkelse på 5,9 ms. Det gir v = 2,00 / 0,0059 = 339 m/s.

Feilkilder

Bakgrunnsstøy kan utløse målingen for tidlig. Unøyaktig avstandsmåling. Lufttemperaturen påvirker den virkelige lydhastigheten.

Konklusjon

Vi målte v ≈ 339 m/s, nær tabellverdien 343 m/s ved romtemperatur.