Dere skal finne ut hva som faktisk endrer tiden en pendel bruker på én tur frem og tilbake — og hva som ikke gjør det. Tre ting kan endres: hvor tung kula er, hvor høyt dere slipper den fra, og hvor lang tråden er. Bare én av dem betyr noe særlig.
I et godt forsøk endrer dere én ting av gangen og holder alt annet likt. Da vet dere hva som forårsaket forskjellen dere måler.
Kryss av før dere måler. Fasiten ligger nederst på siden — ikke åpne den før dere har egne tall.
Hvorfor 10 svingninger og ikke én? Reaksjonstiden din er på et par tideler, og den feilen blir den samme uansett hvor lenge du måler. Deler du på 10, blir feilen ti ganger mindre. De fem gjentakelsene viser hvor mye målingene spriker — spriker de mye, er det noe med metoden.
Still inn de to pendlene, slipp dem samtidig og se hvem som kommer først til 10 svingninger. Simulatoren regner ikke ut noe fasitsvar for dere — den svinger, og dere leser av klokka akkurat som i klasserommet.
Simulatoren har ingen luftmotstand og ingen friksjon i opphenget, så pendlene stopper aldri. I klasserommet gjør de det — men svingetiden endrer seg nesten ikke selv om utslaget blir mindre.
Skriv inn tiden for 10 svingninger i hver av de fem målingene. Snittet og svingetiden regnes ut mens dere skriver. Tallene lagres i nettleseren på denne maskinen.
| Oppsett | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | Snitt (10 sv.) | Svingetid T |
|---|
Snittet regnes ut av de rutene dere har fylt ut. Svingetiden er snittet delt på 10.
T = 2π · √(L / g) g = 9,81 m/s²
L er lengden i meter, målt til midten av kula. Legg merke til at massen ikke står i formelen i det hele tatt — og at utfallsvinkelen heller ikke gjør det. Formelen gjelder for små utslag; ved 90° gir den for kort svar.
| Trådlengde | Svingetid T | 10 svingninger |
|---|---|---|
| 20 cm | 0,90 s | 9,0 s |
| 30 cm | 1,10 s | 11,0 s |
| 60 cm | 1,55 s | 15,5 s |
| 100 cm | 2,01 s | 20,1 s |
| 120 cm | 2,20 s | 22,0 s |
Tabellen gjelder små utslag. Slipper dere fra 20°, blir tidene ca. 0,8 % lengre enn her — det er derfor simulatoren viser 15,66 s og ikke 15,54 s på 60 cm.
Et sekundpendel — en pendel som bruker nøyaktig 1 sekund fra ytterpunkt til ytterpunkt, altså T = 2 s — må være 99,4 cm lang. Det er derfor gamle gulvklokker er så høye: lengden er bestemt av sekundet.
Utstyr per gruppe: stativ med klemme, hyssing, to–tre lodd med tydelig ulik masse, linjal eller målebånd, gradskive, stoppeklokke (mobil går fint).
Kompetansemål etter 10. trinn (LK20, naturfag): «stille spørsmål og lage hypoteser om naturfaglige fenomener, identifisere avhengige og uavhengige variabler og samle data for å finne svar» og «analysere og bruke innsamlede data til å lage forklaringer, drøfte forklaringene i lys av relevant teori og vurdere kvaliteten på egne og andres utforskinger».
Kjerneelement: Naturvitenskapelige praksiser og tenkemåter.
Vurdering: underveisvurdering på gjennomføringen — endrer gruppa én variabel av gangen? — og på hvordan de begrunner konklusjonen ut fra egne tall. Måletabellen og feilkildene er det som skiller en beskrivelse fra en drøfting.
Faglig fallgruve: Mange forsøksark påstår at utfallsvinkelen ikke betyr noe. Det stemmer bare for små vinkler. Slipper elevene fra 90°, får de faktisk et målbart utslag, og det er en fin anledning til å snakke om at en modell har et gyldighetsområde. La gruppa som måler forskjell få rett.