Mekanik: Energi og kræfter ved cykelpedal

At beregne den mekaniske energi der bliver omsat, og kræfter der indvirker, ved en kvart omdrejning på pedalen.

Udstyr:

Cykel

Priktimer og papirstrimmel

Strømadapter til timeren

Forsøgsopstilling:

Priktimer

Papir til

timer

Papirstrimmel

Udførelse:

Priktimeren er et apparat som minder om en lille printer. Det sætter 100 prikker, på en papirstrimmel som render igennem, i sekundet. Derved kan man så måle tid.

Det hele stilles op som vist oven for. En stiller sig op på cyklen, og holdes af nogle andre.

For problemet ligger i at vedkommende på cyklen ikke må udgøre nogen vægt til nogen sider, altså skal han stå lige op og når han træder ned må han kun lade sin vægt arbejde.

Altså må han ikke træde i pedalen.

Pedalarmen som man skal ”træde” på, skal stå vandret fremad, og når den så når bunden bremser man.

Priktimer og papir holdes i samme højde som punktet hvorpå det er bundet på cyklen.

Priktimeren startes, og vedkommende på cyklen ”træder” på pedalen.

Strimmelen med prikker på rives af og bruges til udregninger.

Teori:

Kinetisk Energi:

Lad os betragte et legeme med massen m, som er i hvile til tiden t = 0.

Til dette tidspunkt begynder en kraft Fres at påvirke legemet, der som følge heraf accelereres. Vi antager, at kraften Fres er konstant, således at accelerationen a også bliver konstant (ifølge Newtons 2. lov Fres = ma). Ifølge hjælpesætningen for jævnt accelereret bevægelse vil hastigheden v, når legemet har bevæget sig et stykke s opfylde