Iz rezultatov meritev z optičnimi vrati je sicer razvidno, da se pri kotaljenju valja izgubi manj energije kot pri drsenju, vendar so ti rezultati zaradi velikih odstopanj, še posebej pri meritvah s kotaljenjem, veliko preveč nezanesljivi, da bi lahko iz njih sklepali o izgubah pri obeh načinih gibanja. Poleg tega iz teh meritev ne vidimo odvisnosti energijskih izgub od poti.
Pri drugem poskusu (merjenje z ultrazvočnim merilnikom) smo lahko iz meritev določili izgube energije v odvisnosti od poti. Vidimo, da sta odvisnosti v obeh primerih v prvem približku (ob upoštevanju napak) linearni. če grafa med sabo primerjamo, vidimo, da je naklon premice pri drsenju (0,02135 J/m) nekoliko strmejši od naklona pri kotaljenju (0,0172 J/m), vendar je razlika le približno 24-odstotna.
Rezultat je presenetljiv – pri kotaljenju valja smo pričakovali veliko manjše izgube, saj, kot smo zapisali v uvodu, sila lepenja med kotaljenjem ne opravlja dela. Sklepamo, da valj pri kotaljenju izgublja energijo, ker se pri našem poskusu ne kotali idealno, nanj ob kotaljenju deluje tudi trenje zaradi drsenja. Poleg tega se je valj med potjo večkrat zaletel v zavihke proge ob robu, ki so sicer preprečevali, da bi nam med poskusom ušel s klanca. Do energijskih izgub pri kotaljenju torej pride predvsem zaradi zdrsavanja valja. Pri drsenju na valj skozi celotno pot deluje sila trenja, poleg tega je bil valj postavljen tako, da se je dotikal zavihkov proge ob robu, kar je povzročalo še dodatno izgubo zaradi trenja. Zaradi različne postavitve valja je bila stična ploskev valja s progo pri drsenju večja, kar je povečalo izgube energije med potjo.
Opazimo lahko tudi, da pride do odstopanj pri rezultatih meritev z optičnimi vrati in z ultrazvokom. če primerjamo rezultate za isto pot za drsenje pri meritvah z ultrazvokom in optičnimi vrati vidimo, da so vrednosti primerljive (optična vrata: 1,925 m in 0,0353 J izgub; ultrazvok: 1,723 m in 0,0359 J izgub). Odstopanje lahko zaradi nenatančnosti merjenja zanemarimo. Pri kotaljenju zanesljive primerjave ne moremo narediti, ker nam z ultrazvočnim merilnikom ni uspelo zajeti tako dolge poti kot pri optičnih vratih, ker se je valj gibal prehitro in je ultrazvok zaznal tudi ostale predmete iz okolice. Vidimo, da smo pri ultrazvoku za krajšo pot namerili večjo izgubo kot pri optičnih vratih za daljšo pot, vendar ob upoštevanju velike napake, ki smo jo izračunali pri optičnih vratih, ter dejstva, da ima že ultrazvočni merilnik neko mersko napako, odstopanja niso prevelika. Poleg tega smo pri računanju rezultatov kotaljenja pri obeh načinih merjenja predpostavili, da se je valj kotalil idealno, torej drsenja ob kotaljenju nismo upoštevali tako pri rotacijski energiji kot pri kinetični, kar nam je povečalo napako izračuna.
Razlog za majhno razliko med koeficientoma je torej neidealno kotaljenje valja, ki je med potjo zdrsaval in se zaletaval v zavihke ter tako izgubil veliko več energije, kot bi sprva pričakovali. Poleg tega je bil valj majhen in razmeroma hiter, naši merilni inštrumenti (predvsem ultrazvočni merilnik) pa neprilagojeni meritvam s tako majhnimi telesi. Kratka prepotovana pot ter predpostavka idealnega gibanja v izračunih predstavljajo dodatno napako. če ne upoštevamo napak vidimo, da valj pri kotaljenju sicer izgubi manj energije kot pri drsenju, vendar je razlika – kot rečeno – zaradi neidealnega gibanja in neidealnih merskih inštrumentov majhna. Zaradi velikih napak pri koeficientih (pri drsenju: 0,02135(1±0,36) J/m ; pri kotaljenju: 0,0172(1±0,29) J/m) pa popolnoma zanesljivih rezultatov nimamo. Za natančnejše rezultate bi potrebovali natančnejše merilne inštrumente in daljšo prepotovano pot.
Pri naši nalogi smo ugotovili, da tema tega projekta v resnici ni tako zelo preprosta, kot smo sprva predvidevali. če bi imeli na voljo še kakšno dodatno srečanje, bi zagotovo izvedli več meritev, s katerimi bi zmanjšali napako, izpopolnili pa bi tudi naš klanec in dokončali tretji poskus s hitro kamero. Naredili bi lahko tudi še kakšen poskus, ki bi nam pomagal rešiti problem.
VIRI IN LITERATURA:
PROSEN, Marijan. 2000. Trije načini določitve težnega pospeška. Presek, 1999/2000, let. 27, št. 6, str. 344 - 347. ISSN 0351-6652.
SELIGER, Janez. Fizika I: Mehanika [online].
Dostopno v spletni učilnici: http://ucilnica.fmf.uni-lj.si/course/view.php?id=179.
Citirano 30.4.2014.