HITROST TERMOKAČE V ODVISNOSTI OD ŠTEVILA OVOJEV SPIRALE

V prvem koraku meritev smo se odločili spreminjati število ovojev termokače. Masa je bila konstantna, kar pomeni, da so bile vse termokače izrezane iz krogov z enakim polmerom (torej iz enake mase papirja, spreminjali smo le razmerje porazdelitve te mase). Pri tem so lahko nastala manjša odstopanja, a smo to napako ocenili za dovolj majhno, da jo lahko zanemarimo.

ROT 2 --> termokača z dvema (2) ovojema (oz. rotacijama)
K1 --> 1. termokača (1. model)


Tabela: povprečna kotna hitrost termokač v odvisnosti od števila rotacij

HITROST TERMOKAČE V ODVISNOSTI OD VIŠINE

Kot parameter, ki vpliva na hitrost termokače, smo vzeli tudi oddaljenost spirale od sveč. Naša hipoteza je bila, da se bo hitrost z oddaljenostjo manjšala. Hipoteza se je izkazala za napačno tako glede na meritve kot tudi glede na model.
Kotno hitrost termokače smo izmerili tako da smo v programu DJV2 odprli video in ga opazovali v delu, kjer se je termokača vrtela enakomerno in najhitreje. Tu smo se odločili za drugačno analizo pridobljenih podatkov, in sicer s programom LoggerPro, saj nas je zanimalo, če so negotovosti, poračunane s programom, primerljive z našo oceno.

V programu smo narisali graf kotne hitrosti v odvisnosti od časa za dvanajst obratov. Na x osi smo seštevali čase posameznih zasukov, na y osi pa smo pri ustreznem času zapisali ustrezno kotno hitrost, ki jo je imela termokača pri tem zasuku. Potem smo izbrali funkcijo stat, saj je kotna hitrost konstantna in s tem dobili povprečno kotno hitrost vsake termokače z njeno napako.


Tabela: povprečna kotna hitrost termokač v odvisnosti višine


Graf: Povprečna kotna hitrost v odvisnosti od višine --> na grafu so označene le povprečne vrednosti z intervali odstopanja

Iz modela in meritev je razvidno, da se z višino hitrost povečuje. Verjetno pa od neke višine dalje to ne velja več, saj se zrak preveč ohladi.

Opazovali smo termokačo na višini 10 cm in 20 cm. Za vsako višino smo imeli dve termokači in za vsako smo naredili dve meritvi. Višino smo merili med skrajnim spodnjim delom termokače in delovno površino (mizo). Ocenjena napaka višine je ± 2 cm, oz. 16 %, kar je res veliko, a na napako nismo imeli vpliva, saj se je termokača zaradi lastne mase med vrtenjem raztegnila.


Prikaz dolžine in višine spirale

POLMER

Kot naslednji parameter, ki vpliva na hitrost kačice smo vzeli polmer oz. radij. Radij je sklopljena spremenljivka z maso, a hitrost v odvisnosti od mase smo proučili posebej, rezultati so v naslednjem delu. Ker so se termokače z enakim radijem (in enakim številom ovojev, saj smo to spremenljivko opazovali prej) tudi enako oblikovale (dovolj podobno raztegnile) in imele enake mase, smo pod izraz »radij« zajeli celotno obliko termokače.
Pri obdelavi podatkov smo zavrgli meritve od termokače, ki ima radij 2 cm, saj se le ta ni vrtela konstantno za 12 zasukov, oz. se v ene primeru sploh ni začela vrteti. Tega z modelom nismo mogli predvideti. Želeli smo opazovati tudi termokačo z radijem 4 cm, ampak nam je za to zmanjkalo časa. Že na začetku izvajanja meritev smo se dogovorili, da bomo vedno najprej opazovali ekstremne vrednosti (torej npr. najmanjši in največji možni radij), ravno zaradi tega, če bi nam za druge meritve zmanjkalo časa. Tako smo dobili vsaj splošno predstavo glede vpliva naših spremenljivk na hitrost vrtenja termokače.


Slika: označeni radiji


Tabela: povprečna kotna hitrost termokač v odvisnosti od radija


Tabela: mase termokač


Graf: Povprečne kotne hitrosti termokač v odvisnoti od radija --> označene so povprečne vrednosti z intervali odstopanja

MASA TERMOKAČE

Preverili smo tudi vpliv mase na hitrost termokače. Maso smo spreminjali tako, da smo enake termokače zlagali eno na drugo oz. smo za večjo natančnost najprej skupaj zlepili želeno število listov papirja, ter spiralo šele nato izrezali. Vedeli smo, da bodo zaradi lepila nastala majhna odstopanja med masami, zato smo vse termokače skrbno tehtali.
V spodnji tabeli lahko opazimo, da pride pri največji merjeni masi do večjega padca hitrosti. Hitrosti v tabeli so povprečne vrednosti 3h meritev istih termokač za vsako maso. S to spremenljivko smo se ukvarjali nazadnje, na naši dodatni uri, in žal pri delu nismo bili dovolj hitri, da bi meritve ponovili na novih termokačah. Nismo vedeli, da bo nastalo pri največji merjeni masi takšno odstopanje, saj bi vsaj to meritev še enkrat ponovili. Zaradi tega domnevamo, da je razlika v hitrosti posledica naše napake - torej slabo izrezanih spiral, ali pa slabo zlepljenih in postavljenih na stojalo. Meritve ostalih spremenljivk smo izvajali 3x na isti termokači, in nato še na 3h enakih za vsako vrednost (torej 3*3 meritve za vsako vrednost spremenljivke, da smo najprej povprečili hitrost vrtenja ene termokače, nato pa še hitrost 3h pri enakih pogojih). Zaradi tega imamo drugod boljša povprečja. Iz naših rezultatov lahko zaključimo da masa ne vpliva na končno hitrost (vpliva le na pospešek), saj se intervali napak rezultatov za različne mase prekrivajo.


Tabela: povprečna kotna hitrost termokač v odvisnosti od mase


Naprej --> UGOTOVITVE