Webbläsaren som du använder stöds inte av denna webbplats. Alla versioner av Internet Explorer stöds inte längre, av oss eller Microsoft (läs mer här: * https://www.microsoft.com/en-us/microsoft-365/windows/end-of-ie-support).

Var god och använd en modern webbläsare för att ta del av denna webbplats, som t.ex. nyaste versioner av Edge, Chrome, Firefox eller Safari osv.

Kapplöpning med burkar

Två kakburkar med tyngder, antingen centrerade eller utspridda, fastsatta i botten. Foto.

Årskurs: 7-9, Gymnasiet
Ämnesområde: Kraft och rörelse

Föremål med samma form och massa kan bete sig väldigt olika då de rullar nerför en backe. Hur snabbt ett rullande föremål accelererar beror delvis på hur dess massa är fördelad i förhållande till rotationsaxeln. Vilket följande experiment illustrerar.

Material

  • Två identiska kakburkar av plåt.
  • Tio stora metallpackningar (se bild ovan) som vardera väger cirka 1 hektogram.
  • Stark dubbelhäftande tejp, typ mattläggningstejp.
  • Ett jämnt, lutande underlag.

Tillverka 

(15 minuter)

Lägg fem av packningarna ovanpå varandra och fäst ihop dem. Fäst sedan högen mitt i botten på den ena burken. Ta de övriga fem packningarna och fäst dem så långt ut mot burkens kant som möjligt. Tänk på att fördela dem så jämnt som möjligt.

Experimentet

Sätt på locken och se till att de sitter fast ordentligt. Lyft upp båda burkarna på det lutande underlaget. Be auditoriet förutspå resultatet av kapplöpningen. Låt burkarna rulla samtidigt nerför backen. Den burk som har massan koncentrerad mitt i burken kommer alltid att vinna, det vill säga nå backens slut först.

Vad händer?

Överst i backen har burkarna samma lägesenergi eftersom de har lika stor massa och befinner sig lika högt över havet.

Denna lägesenergi omvandlas under färdens gång till rörelseenergi av två olika slag. En del av lägesenergin går åt till att förflytta burkarna, en del går åt till att rotera burkarna. Vi skiljer alltså på translation och rotation.

Roterar lättare
Burken med massan koncentrerad i mitten roterar lättast. Det betyder att det blir mer energi över till förflyttningen - den rullar alltså med högre hastighet nerför backen.

Burken med massan fördelad längs kanten kommer att behöva en stor del av den tillgängliga lägesenergin till att börja rulla. Då blir det mindre energi över till förflyttningen - den rullar alltså med lägre hastighet nerför backen.

(Materialet ingår i Science Snacks och är översatt av NRCF med tillstånd av The Exploratorium, San Francisco. Besök deras hemsida för mer inspiration, ny flik)


 

2023-03-24