Eksperimentere med en pendel

Analysere data,Beskrive matematisk,Eksperimentere,Observere,Oppdage,Telle og måle /

Dette trenger du

  • snor og noen vekter
  • stoppeklokke

Praktisk informasjon: Her er en tabell som kan brukes til å sette opp resultatene, andre versjon har også med standardavvik.

TabellLast ned
TabellSTDLast ned

Hensikt

I dette forsøk skal vi studere hvordan periodetiden til en pendel er avhengig av forskjellige parametere som vekten på pendelen og lengden på pendelen.

Ferdigheter

Ferdighetene som øves spesielt i denne øvelsen er: eksperimentere, beskrive matematisk, telle og måle, analysere data, observere, oppdage

I denne øvelsen skal elevene øve på å eksperimentere med en enkel pendel. Med hjelp av målinger av periodetiden når en parameter som vekt eller lengde på snoret varieres, kan de oppdage hva som avgjør periodetiden for en pendel.

Slik gjør du

  1. Bruk brikkene: eksperimentere, beskrive matematisk, telle og måle, analysere data, observere, oppdage og planlegg gjennomføringen sammen med elevene. Snakk spesielt om hva det betyr å eksperimentere. Er det en rekkefølge på de ferdighetene som øves? Hvordan henger de sammen tenker dere?
  2. Fest en vekt i enden av et snor.
  3. La pendelen svingen fritt og mål hor lang tid 10 svingninger tar, dette delt på 10 blir periodetiden.
  4. Diskuter hvordan man får resultatet så nøyaktig som mulig; hvorfor måle på 10 svingninger og ikke på kun en svingning?
  5. Varier systematisk en av variablene lengden på snoret, vekten og hvor stort utslag dere gir svingningen. Gjør 5 målinger på hver verdi slik at usikkerheten minimeres.
  6. Sammenlikne resultatene. Se om forskjellen mellom resultatet på forskjellige verdier er større enn variasjonen på de 5 målingene på samme verdi.
  7. Bruk de sekskantede brikkene og la elevene diskutere i grupper hvilke ferdigheter de har øvd på i denne øvelsen. Hvordan kan de bruke brikkene til å illustrere prosessen? På hvilke måter har de arbeidet med naturvitenskapelig praksiser og tenkemåter i denne øvelsen?

Faglig forklaring

Teoretisk skal periodetiden kun være avhengig av lengden på snoret og ikke på vekten. Hvis man bruker veldig store utslag kan dette også ha en liten effekt. Det å ta 10 svingninger reduserer betydningen av unøyaktigheter i når klokken startes og stoppes.

Her bør man også diskutere usikkerheter i målingene, kun fordi to målinger gir litt forskjellige tall så betyr ikke det at periodetidene er forskjellige, spørsmålet er hvor stor forskjellen må være før vi kan si at det er en forskjell. En måte å studere usikkerhetene er å gjøre samme måling flere ganger. Man kan da se variasjonen og kanskje beregne et standardavvik for kunne sammenlikne om forskjellige mellom to verdier er større eller mindre en standardavviket. De flinke elevene kan også bruke resultatene til å finne en verdi for gravitasjonsakselerasjonen, g, med hjelp av formler fra internet, dette er en av de beste måtene å måle denne.

Forslag til utvidelse

Kan dere finne en formel for periodetiden på internet? Stemmer denne med resultatene deres?

Kan dere bruke dette til å finne en verdi på gravitasjonsakselerasjonen?