حركة المقذوف والطاقة الحركية
1 · توقّع
إذا أطلقت الكرة بسرعة أكبر، فكيف يتغير طاقتها الحركية عند الإطلاق وأقصى ارتفاعها؟
- كلاهما يزيد
- يبقيان كما هما
- الطاقة الحركية تزيد لكن الارتفاع يبقى نفسه
2 · التجهيز
- افتح محاكاة المقذوف واضغط إعادة.
- فعّل مسبر السرعة وقراءة الارتفاع.
- اضبط سرعة الإطلاق لكل تجربة أدناه، واضغط تشغيل، وسجّل القيم العظمى.
3 · اجمع البيانات
| الكتلة m (kg) | سرعة الإطلاق v (m/s) | KE = ½mv² (J) | أقصى ارتفاع h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
ارسم أقصى ارتفاع h (المحور y) مقابل الطاقة الحركية عند الإطلاق KE (المحور x).
4 · حلّل
- أظهر عملك في حساب KE = ½mv² لمحاولة واحدة وقارنه بقراءة الطاقة الحركية في المحاكاة.
- صِف العلاقة بين الطاقة الحركية عند الإطلاق وأقصى الارتفاع. هل هي خطية؟ استشهد بأرقام من جدولك.
5 · وسّع
- عند سرعة ثابتة، أي زاوية إطلاق تعطي أكبر ارتفاع أقصى؟ علّل.
- المقذوفات الحقيقية لا تبلغ الارتفاع الذي يتنبأ به جدولك. إلى أين تذهب الطاقة المفقودة؟
الفيزياء خلف هذه التجربة
الطاقة الحركية
طاقة الحركة عند الإطلاق، من الكتلة وسرعة الإطلاق التي ضبطتها لكل تجربة.
الطاقة الكامنة الثقالية
الطاقة المخزنة عند ارتفاع الكرة الأقصى. بانحفاظ الطاقة الميكانيكية ينبغي أن تساوي الطاقة الحركية عند الإطلاق عند إهمال مقاومة الهواء — وهذه هي العلاقة التي يختبرها جدول بياناتك.