FYSIKbasen.dk - Den danske database for pædagogiske undervisningsforsøg til fysiklærere
Forside Nyheder Forsøg Om siden Kontakt English
Gå en side tilbageUdskriv dette forsøgForetag ny søgning

rød pilFaldende kaffekop med impulsmoment-bremse

Forsøg nr.: 113
Formål: At demonstrere bevarelse af impulsmoment.
Resume: En snor bindes i hanken på en kaffekop. I den anden ende af snoren bindes en papirsclip. Snoren holdes over en blyant, og papirclipsen slippes. Før koppen rammer jorden, vil snoren hurtigere og hurtigere rundt om blyanten, hvorved koppen bremses.
Nøgleord: Acceleration, bevægelse, friktion, impulsmoment, mekanik, rotation.

Beskrivelse:

En lang snor (for eksempel 1,5 meter) bindes i hanken af en kaffekop af porcelæn. I den anden ende af snoren bindes en ganske let genstand såsom en papirclips.

Snoren føres nu hen over en blyant, som holdes op i udstrakt arm. I den anden hånd holder man papirclipsen, således at koppen nu hænger frit i snoren lige under blyanten.

Kaffekop ophængt i snor over blyant til papirclips
En kaffekop ophænges i en snor, som lægges over en blyant. I den anden ende bindes en papirclips. Når clipsen slippes, falder koppen ned mod jorden, men den reddes af snoren, der automatisk roterer rundt om blyanten og sætter sig fast.

Man fortæller nu publikum, at man vil slippe papirclipsen, hvorved snoren frit kan glide hen over blyanten, idet koppen falder ned mod gulvet. Spørger man publikum om, hvad der vil ske, er svaret oftest, at koppen vil falde ned på jorden og gå i stykker. Man slipper herefter papirclipsen.

En kaffekop hængt op i en snor, der er ført over en blyant
Her er kaffekoppen hængt op i en snor, der er ført hen over en blyant. I den anden ende er bundet en lille skrue i stedet for en papirclips.

Koppen falder herefter ned mod jorden, men før den rammer, bliver den bremset af snoren.

Kaffekop er fanget af snor, der har viklet sig rundt om en blyant
Kaffekoppen er blevet fanget af snoren, der har viklet sig rundt om blyanten.

Snoren vil nemlig vikle sig mange gange rundt om blyanten, hvorved koppen bremses. Når papirclipsen slippes, begynder denne også at falde ned mod jorden. Da snoren ligger over blyanten, vil clipsen begynde at rotere omkring denne. Da snoren samtidig bliver kortere og kortere, vil rotationen på grund af impulsmomentbevarelse blive hurtigere og hurtigere. Resultatet er, at snoren vikler sig mange gange rundt om blyanten.

Se forsøget udført i filmen i referencerne.

Uddrag fra film, hvor kaffekop fanges af snor, der vikles rundt om blyant
Uddrag fra filmen i referencerne, hvor forsøget udføres.

Faresymbol Pas på at du ikke lader snoren glide ud over blyantens spids, så koppen falder frit og går i stykker. Sørg også for at du holder blyanten højt nok, så snoren når at bremse koppen, før den rammer gulvet. Endelig kan der være et problem med, at meget glatte snore ikke "låser" ordentligt, når den vikler sig rundt om blyanten. Prøv dig derfor altid frem først med forskellige højder, snortyper og snorlængder, men hvor du bruger et blødt underlag under koppen, så den ikke går i stykker, hvis den skulle ramme underlaget.

Forsøget kan også laves et større skala. Her er kaffekoppen erstattet med en bowlingkugle, snoren med et tov, papirclipsen med et stor rulle tape og blyanten med et tykt metalrør:

Et tov forbinder en bowlingkugle og en taperulle hen over et aluminiumsrør
Et tov er sat fast i en bowlingkugle. Tovet er ført over et aluminiumsrør, og i den anden ende er bundet en stor rulle tape.

Efter faldet stopper bowlingkuglen lidt over jorden:

Bowlingkuglen er stoppet lige over jorden, fordi tovet har rullet sig rundt om metalrøret
Bowlingkuglen er stoppet lige over jorden, fordi tovet har rullet sig rundt om metalrøret.

Tovet har rullet sig rundt om metalrøret, hvorved bowlingkuglen er blevet bremset.

Taperulle i tov
Nærbillede af taperullen og tovet, der har viklet sig omkring metalrøret.

Se også filmen i referencerne.

Udstyr og materialer:

grøn pil Snor
grøn pil Lille metalgenstand (f.eks. papirclips)
grøn pil Kaffekop
grøn pil Blyant

Referencer:

grøn pilQuick Time film af forsøget (694 KB).
grøn pilQuick Time film af forsøget udført med tov og bowlingkugle (1,42 MB).

PIRA DCS: 1Q40.00 (Mekanik: Rotationel dynamik) Hvad er PIRA DCS?

Opdateret: 14.11.2005