Delovanje naprave je prikazano v naslednji shemi:

Ideja:

Poskus smo si zamislili takole. Znotraj vetrovnega tunela, po katerem teče bolj ali manj laminaren zračni tok, smo želeli vrteti valj. Valj bi bil obrnjen tako, da bi magnusova sila kazala bodisi vertikalno navzgor ali navzdol. Če bi lahko merili težo valja, bi torej izmerili težo plus magnusovo silo ali pa težo minus magnusovo silo. Če ti dve vrednosti odštejemo in delimo z dve dobimo velikost magnusove sile, ki deluje na valj. Ob meritvah hitrosti vetra in hitrosti vrtenja valja in s podatki o dimenzijah valja lahko pokažemo odvisnost magnusove sile od zgoraj naštetih dejavnikov.

 

 

Naprava je bila sestavljena iz dveh glavnih delov: 

1.)    cevi, skozi katero smo s pomočjo turbine ustvarili zračni tok reda velikosti deset do dvajset metrov na sekundo ter

2.)    mehanizma, ki nam je omogočal vrteti valj znotraj PVC cevi in meritev magnusove sila, ki deluje na valj.

 Prvi del nam ni povzročal večjih težav. Vzeli smo okoli 2 m dolgo PVC cev in jo predelali tako, da smo lahko na koncu pritrdili turbino, ki je generirala zračni tok. Teža ni bila pomembna.

 

Veliko več težav je bilo z drugim delom. Omejiti smo se morali na težo 500g, saj je bila to maksimalna teža, ki jo je lahko merila tehtnica. Naprava je bila sestavljena iz dveh paralelnih kotnih profilov, ki sta se na nasprotnih straneh pritrdila na PVC cev in sta bila z njo vzporedna. Na drugem koncu je bil na en profil pritrjen elektromotor na drugega pa ležaj. Profila je povezovala os, ki je prebadala PVC cev in na kateri je bil pritrjen valj. Celotna konstrukcija je bila podprta z dvemi vertikalnimi nogicami (ena pod ležajem in drugo pod elektromotorjem), ki sta stali na tehtnici. Os na kateri je bil pritrjen, valj se ni nikjer dotikala PVC cevi, zato je tehtnica kazala zgolj težo naše konstrukcije in pa Magnusovo silo, kadar se je valj vrtel in je skozi cev tekel zračni tok.

 

Potek poskusa:

Elektromotor in os na katero je bil pritrjen valj, smo vzeli stran od PVC cevi. S pomočjo fotovrat in programa logger pro smo umerili hitrost vrtenja valja pri različnih tokovih in napetostih. Nato smo napravo sestavili nazaj in začeli z meritvami. Prižgali smo turbino in elektromotor, tako da se je valj vrtel in je skozi cev tekel zračni tok.

Merili smo:

·        hitrost zračnega toka (z areometrom),

·        napetost in tok na elektromotorju (iz teh vrednsoti smo nato izračunali frekvenco vrtenja
      valja),

·        težo, ki jo je pokazala tehtnica.

Nato smo turbino ugasnili in si ponovno zapisali, koliko kaže tehtnica. Razlika vrednosti, ki jih je pokazala tehtnica, je enaka magnusovi sili, ki deluje na valj. Za boljšo natančnost meritve, smo poskus ponovili, vendar tokrat obrnili smer vrtenja valja. Tako je magnusova sila enkrat kazala v isto smer kot sila teže, drugič pa v drugo. Razlika vrednosti, ki jih je pokazala tehtnica v obeh primerih je ravno enaka dvakrat magnusovi sili.

Drug način meritve je veliko bolj natančen, saj je manj odvisen od dejavnikov, kot so trenje v ležajih, tresenje konstrukcije in posledično nihanje vrednosti, ki jo je kazala tehtnica, zato je napaka meritve manjša.   

 

<<Teorija Rezultati >>