E=m*v²/2 experimenteel aantonen

[Victor]

Goeiedag!!

Stel, je hebt de opdracht om het verband E=m*v²/2 experimenteel aan te tonen, hoe zou je dit op een goedkope en toch redelijk nauwkeurige (~dus zonder veel moeilijkheden met wrijvingsverliezen) manier uitvoeren?

Bestaat daar reeds een opstelling voor?

Ik dacht zo...je meet het brandstofgebruik van een auto die van 20km/h tot 30km/h gaat, en ook eens van 70km/h tot 80km/h....en ziet zo dat je (volgens bovenstaand verband), méér energie nodig hebt in het tweede geval. Maar, met de motor-rendementen, kwadratische wrijvingstoename lijkt dit me heel onnauwkeurig...

Dankjewel!

Victor

[thermo1945]

Stel, je hebt de opdracht om het verband E=m*v²/2 experimenteel aan te tonen, hoe zou je dit op een goedkope en toch redelijk nauwkeurige (~dus zonder veel moeilijkheden met wrijvingsverliezen) manier uitvoeren?

1. Bepaal de de snelheid van een kogeltje uit een luchtbuks met de theorie van de horizontale worp.

2. Schiet zo'n kogeltje in een hangend zakje zand.

3. Mogelijk heb je beschikking over kogeltjes met verschillende massa en verschillende snelheid.

De kinetische energie zal volledig in zwaarte-energie van het zakje worden omgezet. (Meet maximale stijging)

[Bart]

Tijdens mijn studie natuurkunde hadden we een karretje die over een vrijwel wrijvingsloze baan kon rijden. De baan kan onder een hoek worden gezet, waardoor het karretje op een bepaalde hoogte begint. Je weet dus de hoogte-energie die het karretje bezit. Volgens de wet van behoud van energie weet je ook dat al deze hoogte energie is omgezet in kinetische energie als het karretje beneden aan de baan is gekomen. Door een snelheidsmeter (laser of iets met lichtpoortjes) aan het einde van de baan te zetten, kun je de snelheid van het karretje meten. Zet in een grafiek de energie uit tegenover het kwadraat van de gemeten snelheid en je zou een rechte lijn moeten krijgen met als richtingscoefficient, de massa van het karretje.

[299792.458]

Hang een zandzakje aan een veer waarvan de veerconstante geweten is. Laat een balletje met een gegeven massa vanaf een zekere hoogte in deze zandzak vallen en meet de uitrekking van de veer. Doe dit met een 2de balletje van verschillende massa en meet de uitrekking weer. Je zou kunnen spelen met de hoogte van waaraf je het balletje laat vallen en met de massa ervan omzo tot een conclusie te komen.

[Jan van de Velde]

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/balpen.html

[Victor]

Amai! Zoveel methodes!!

Misschien iets ingewikkelder...bestaat er ook een methode waarbij de energie niet afkomstig is van potentiële energie (een veer of zwaartekracht), maar wel van vb. een van onderstaande dingen?

-een hoeveelheid brandstof.

-een hoeveelheid elektrische energie.

-een hoeveelheid warmte.

[Victor]

Ah...en dat deze hoeveelheid energie dus ook langs deze weg gekend is?

[Jan van de Velde]

bestaat er ook een methode waarbij de energie afkomstig is van

-een hoeveelheid brandstof.

-een hoeveelheid elektrische energie.

-een hoeveelheid warmte.

..//..

en dat deze hoeveelheid energie dus ook langs deze weg gekend is?

Geen vaag idee wat je bedoelt. Verklaar u nader of geef een voorbeeld.

[Victor]

Bijvoorbeeld:

Je hebt een race-auto op een batterij. Het verbruik van de batterij wordt door een vermogenmeter opgemeten en geregistreerd. Je rijdt 30km/h. Het verbruik is constant en te wijten aan de wrijving.

Daarna trek je op tot 40km/h. Deze acceleratie eiste een geregistreerd aantal Joule A. Nu is het verbruik terug constant en iets hoger dan bij 30km/h doordat de wrijving toegenomen is. Nu trek je terug op van van 40km/h tot 50km/h. Deze acceleratie eiste een geregistreerd aantal Joule B.

Via het aantal Joule A en aantal Joule B, de massa, en de overeenkomstige snelheiden kan E=m*v^2/2 aangetoond worden.

Het is de bedoeling om de energie af te lezen op een metertje, en niet te berekenen via m*g*h of k*x² van een veer.

Bij de race-auto is dit mogelijk door het elektrisch vermogen te meten. Andere mogelijkheden zijn vb. warmte aflezen via thermometer, of volume aan brandstof...

De race-auto-opstelling lijkt me duur en onhaalbaar...

Ik ben op zoek naar een creatief idee...

[Bart]

Amai! Zoveel methodes!!

Misschien iets ingewikkelder...bestaat er ook een methode waarbij de energie niet afkomstig is van potentiële energie (een veer of zwaartekracht), maar wel van vb. een van onderstaande dingen?

-een hoeveelheid brandstof.

-een hoeveelheid elektrische energie.

-een hoeveelheid warmte.

Het grote probleem via deze weg is dat je altijd met verliezen zit. Deze verliezen zijn meestal moeilijk in te schatten of te meten, waardoor het lastig is om de energiebalans op te stellen.