Frit fald: tyngdeacceleration og mekanisk energi

At undersøge om et frit fald foregår under konstant acceleration.

At bestemme tyngdeaccelerationen.

Undersøge om den mekaniske energi er bevaret under et frit fald.

Teori:

Når loddet bliver sluppet og den resulterende kraft dermed er Ftyn ( i øjeblikket hvor de netop er sluppet, og hastigheden er 0) vil disse blive accelereret indtil den nedadrettede kraft Ftyn er lig med den opafrettede kraft Fluft. Disse har modsat fortegn, og

grundet luftmodstandens natur stiger Fluft som hastigheden på legemet stiger. Dermed vil

legemet accelereres indtil Fres = Fluft + (-Ftyn) = 0, idet man regner retningen opad som værende positiv. Legemet vil da ifølge Newtons 1. lov om inerti enten ligge stille eller bevæge sig med konstant hastighed langs en ret linie.

Den mekaniske energi Emek er defineret som summen af den kinetiske energi Ekin og den potentielle energi Epot.

Emek = Ekin + Epot

Hvis et legeme med massen m har farten v, så er legemets kinetiske energi defineret ved

Ekin = ½ * m * v2

For at kunne definere potentiel energi skal man først fastlægge et nulpunkt for den potentielle

energi. man bestemmer selv, hvor dette nulpunkt placeres. Når nulpunktet er fastlagt, defineres

den potentielle energi i tyngdefeltet for et legeme med massen m, der befinder sig i højden h