Magnetno zaviranje na klancu


Uvod
Oprema
Opis in potek
Meritve
1.Eksperiment
2.Eksperiment
3.Eksperiment
4.Eksperiment
Rezultati
Napake pri meritvah
Teorija
Matematični model
Zaključki

Pri naših meritvah smo kot glavno napravo uporabljali merilnik razdalje, ki deluje na ultrazvok. Take naprave imajo običajno relativno majhno napako, glede na ostale meritve, ki jih opravljamo študentje sami.

Prav tako to velja tudi za maso vozička, ki se jo določi s tehtnico, ki tehta na gram natančno. Ker je imel naš voziček približno 0.5kg, je napaka pri določitvi približno 2%.

Veliko bolj opazne so napake pri določanju kota naklona, ki znašajo v najslabšem primeru tudi 10%. Kot naklona določiš kot arcsin (višina/dolžina). Relativna napaka je velika, saj je višina klanca majhna in že majhna odstopanja pri merjenju višine močno vplivajo na relativno napako. Vendar smo kot naklona uporabljali zgolj kot kvalitativni parameter in tako smo lahko primerjali različne meritve.

Večji del eksperimenta je bilo postavljanje magnetov na voziček in poigravanje z orientacijami ter postavitvami magnetov, ampak za bolj poglobljeno razumevanje obnašanja magnetnih tokov bi potrebovali več znanja, kot ga trenutno imamo. Zato smo lahko le kvalitativno spremljali dogajanje in poskušali opisati rezultate s poenostavljeno razlago.

Za spust vozička smo uporabljali aluminijast klanec. Skozi potek poskusa smo opazili, da se klanec na sredini rahlo ukrivlja. Problem smo poskusili rešiti s tem, da smo klanec podložili s trdim predmetom.

Očitno je bilo, da ne bomo mogli točno izračunati magnetnega pretoka skozi prevodnik, zato tudi točne razdalje med magnetom in klancem nismo merili. Odločili smo se, da bomo razdaljo vrednotili z enoto debeline enega magneta. Rangirali smo pozicije magnetov od 1 do 4, s tem da je bila 1 najbližje vozičku in 4 najbližje klancu. 

Pri eksperimentu, ki je meril vpliv oddaljenosti magneta od klanca na hitrost vozička, smo to oddaljenost spreminjali z dodajanjem koščkov plastike v prostor med magnetom in vozičkom. Pri tem smo poskušali dodati točno toliko koščkov plastike, ki bi odgovarjala debelini enega magneta. Kljub vsemu je prišlo do minimalnega odstopanja 3%.

Meritve smo pri vseh eksperimentih večkrat ponovili, da bi bili bolj prepričani v rezultate meritev in da nepričakovani rezultati ne bi bili zgolj statistično odstopanje.

PRIKAZ NAPAK V TABELI

 

Količina

Ocenitev povprečne napake 

Komentar

Masa vozička

+- 2%

Relativna napaka je majhna, saj je absolutna napaka tehtnice v primerjavi z maso vozička majhna.

Naklon

+- 10%

Pri majhnih naklonih je težko izmeriti višino aluminijastega klanca brez napake (višina 1cm +- 1mm).

Število magnetov

+- 0%

Večkrat smo se prepričali, da je na voziček prilepljeno pravilno število magnetov.

Oddaljenost magnetov od klanca

+-3%

Napaka je minimalna, zelo dobro nam je uspelo zadeti oddaljenost magnetov od klanca. Merjenje v enotah debeline magneta se je obrestovalo.

Razdalja v odvisnosti od časa (ultrazvočni merilec)

+- 0%

Napaka je pri ultrazvočnem merjenju v primerjavi z drugimi napakami najmanjša, zanemarljiva. 

Iz tabele je razvidno, da je največja napaka v naših eksperimentih nastala pri merjenju višine aluminijastega klanca. To je razumljivo, saj je bila natančna postavitev klanca za izvajalce eksperimenta zahtevna in že zelo majhna odstopanja v višini so precej povečala relativno napako.

V celotnem poskusu smo v glavnem merili oddaljenost v odvisnosti od časa. Naprava za to je zelo natančna, torej lahko sklepamo da tu ni bilo napake. Ker je bil poskus tako zadan, da nam dejanskih vrednosti ni bilo potrebno računati, lahko z zagotovostjo trdimo, da so naši zaključki kvalitativno pravilni. Sicer bi lahko naša dejanska izračunana vrednost odstopala tudi do ±10% ali več, pa vseeno lahko povemo da naprimer parameter oddaljenosti magneta od podlage zelo vpliva na spust vozička po klancu, čeprav ne vemo za točno koliko.