F38 - Akce a reakce trochu jinak

Cíl

demonstrace zákona akce a reakce

Pomůcky

• 2 moduly siloměru
• dětská raketka na vodu Air Water Rocket
• chemický stojan se svorkami

Provedení

V programu nastavíme celkový čas asi 5s (podle zručnosti) a vzorkovací frekvenci 100 Hz. Oživíme kanály A a B, do kterých zapojíme moduly siloměr. Zvolíme start přes trigger, ostatní parametry ponecháme. Na chemický stojan umístíme proti sobě dvě silová čidla tak, aby se mezi ně vešla raketka a zůstal nad ní volný prostor asi 3 cm. Raketku nejprve naplníme vodou a napumpujeme do ní vzduch. Pumpování opakujeme asi 10 x. Potom ji svorkou upevníme k dolnímu čidlu tak, aby její vrchol směřoval do středu destičky horního čidla. Spustíme měření a prudkým nárazem do nástavce raketky ji uvolníme.

Vysvětlení

Při uvolnění raketky dojde k expanzi vzduchu uvnitř raketky. Náraz vzduchu zachytíme dolním siloměrem. Reakcí na tuto sílu je tahová síla, která vymrští raketku vzhůru. Tuto sílu zachytíme horním siloměrem. Vzhledem k velmi krátké době letu se příliš neuplatní různé odporové síly. Při kvantitativním porovnávání obou sil je třeba uvážit, že na dolní siloměr působí na počátku i raketka (+voda a vzduch v ní) svou tíhou. Hodnota po ustálení je tedy o tuto sílu menší (viz horní graf). K přesnějšímu popisu můžeme použít Měščerského rovnici.

Pozn.: Pozor!! Siloměr měří přesně, pokud raketka udeří přibližně do středu destičky. Při větším vychýlení zde mohou být zdroje nepřesností.

Webmaster: Jiří Ryzner, poslední aktualizace: 21.7.2014