Den hoppende bold med videokamera

Formål at bestemme tyngdeaccelerationen

Forsøgsopstilling

En meterstok anbringes lodret foran en hvid væg, eventuelt foran et lærred. Meterstokken bør være i samme afstand fra videokameraet som bolden.

En rød gummibold med en diameter på ca. 3 cm slippes fra en position lidt over meterstokkens øverste punkt. Bevægelsen optages på video med at kamera anbragt på en solid trefod ca. 3 meter væk. Da bevægelsen er lodret og da videokameraets største opløsning er vandret, drejes kameraet 90°. Juster trefodens ben indtil kameraet viser en lodret lineal i displayet.

Aktiver optageknappen og slip bolden. Stop optagelsen. Gentag forsøget fx med en stålkugle.

Analyse af optagelse

Overfør optagelsen til en PC og start programmet LoggerPro. I LoggerPro vælges Insert... Movie..., filen vælges.

Indsæt redigeringsværtøjet ved at klikke på ikonet: »Enable/Disable viede analyses« i nederste højre hjørne af billedrammen. 

Nu skal der ske 3 ting:

  1. Indlæggelse af koordinatsystem
    Klik på »Set Origin« i værktøjsbjælken. Træk koordinatsystemets nulpunktet til et passende punkt på billedet. Tag fat i det gule enhedsmærke på x-aksen og kør ud ad aksen og drej denne, indtil koordinatsystemmet ligger tilfredsstillende.

  2. Indlæggelse af målestok
    Klik på »Set Scale«. Træk en grøn linje, gerne en meterstoks længde. Skriv aktuelle længde i den menuboks, som fremkommer, når du er færdig med at tegne linjen.

  3. Markering af bolden på hvert af billederne
    Klik på »Add Point« Marker et punkt på billedet. LoggerPro skifter automatisk til næste billede og du kan klikke på næste punkt. De markerede punkter tegnes automatisk på en graf og skrives i en tabel i LoggerPro.

Når du er færdig med at markere punkter, kan bevægelsen analyseres i LoggerPro. LoggerPro har en glimrende funktion til kurve fit.

Data kan også kopieres til andre programmer, fx Datalyse eller Excel.

Databehandling

Tegn grafer for sted og hastighed som funktion af tiden i den lodrette del af bevægelsen. Bestem tyngdeaccelerationen vha. lineær regression til hastighedsgrafen.

Vurder forsøget

Dette indbefatter både en vurdering af graferne, en beregning af afvigelse fra tabelværdi og overvejelser over forsøgets nøjagtighed.

Eksempel, den hoppende bold

 

 

Højde y som funktion af tiden

Hastighed vy som funktion af tiden

Linealen står ikke på gulvet, så y0 er lidt tilfældig, men det influerer ikke på hastighedsgrafen.