Zastaví se dříve těžký vozík, nebo lehký vozík?

K provedení experimentu mě inspirovala facebooková diskuse, při které se hlavně teoretizovalo, ale chyběla "tvrdá data".

Co jsem při měření používal

Pro snadné měření a názornou vizualizaci výsledků jsem použil vozík s integrovanými bezdrátovými senzory a program Graphical Analysis.

Zmíněný program je zdarma ke stažení pro Windows, Mac, Android, iOS i Chromebook, proto poskytuji i naměřená data, kdyby si je někdo chtěl stáhnout a prozkoumat.

Jak jsem postupoval při měření

Vozík jsem vždy rukou postrčil, aby se rozjel, schválně jsem zkoušel různé počáteční rychlosti. Zkoumal jsem 4 různé situace:

  1. vozík bez plachty a bez závaží
  2. vozík bez plachty a se závažím
  3. vozík s plachtou a bez závaží
  4. vozík s plachtou a se závažím

Pro každou situaci jsem provedl 3 nebo 4 měření, celkem 13 měření.

Fotografie z experimentu

Najděte 4 rozdíly :)

bez plachty a bez závaží bez plachty a se závažím s plachtou a bez závaží s plachtou a se závažím

Výsledky měření

Lehčí vozík bez plachty brzdí výrazně víc než těžší vozík bez plachty. Dříve se tedy zastaví lehčí vozík, pokud máme ovšem dostatečně dlouhou dráhu a ne jako v mém případě, kdy rychlý těžší vozík narazil do zarážky :).

výsledky měření bez plachty

Po přidání plachty výrazně naroste brzdná síla. Těžší vozík má větší setrvačnost, více vzdoruje změnám rychlosti. Je obtížnější ho rozjet, ale když už jednou jede, je také obtížnější ho zastavit, ať už s plachtou, nebo bez plachty. I v tomto případě dříve zastaví lehčí vozík.

výsledky měření s plachtou

Závěr

Rychlost ve všech případech klesala rychleji u lehčího vozíku, těžší vozík si svou rychlost udržoval lépe.

Poznámky

1. Všechna měření najednou jsou v grafu nepřehledná. V programu Graphical Analysis v tom lze ale na pár kliknutí udělat pořádek. Pokud by to někdo chtěl zkoumat a neporadil si sám, napište mi na bohm@edufor.cz. Po otevření naměřených dat v programu Graphical Analysis jsou měření 1 až 3 bez plachty a bez závaží, 4 až 6 bez plachty se závažím, 7 až 9 s plachtou bez závaží, 10 až 13 s plachtou a se závažím.

všechna měření najednou

2. Náhlé změny rychlosti na začátku jsou dány prudkou změnou rychlosti při postrčení rukou. Náhlé změny na konci (jen v některých měřeních) jsou dány tím, že vozík dojel na konec dráhy a zastavil se o zarážku.

3. Abych snadno vyrovnal sklon stolu a snížil tření (v tomto případě jde spíše o valivý odpor) mezi vozíkem a podložkou, použil jsem ocelové kolejnice, které se k vozíku dají přikoupit.