Механика
Товар на рампа
Гледай как товарът пълзи надолу — по рампата е нужна по-малка сила, отколкото за повдигане.
Товар на рампа — интерактивна симулация Механика. Гледай как товарът пълзи надолу — по рампата е нужна по-малка сила, отколкото за повдигане. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Наклонената равнина като машина
Рампата ти позволява да повишиш товар с по-малка сила, приложена на по-дълго разстояние — разместване на разстояние срещу сила.
Идеално извършената работа е равна на печалбата в гравитационна потенциална енергия. По-дълга, по-полегата рампа намалява нужната бутаща сила за сметка на придвижване на товара по-надалеч по склона.
- W = Fd = mgh (идеално)
- F_parallel = mg sin θ
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Ако пуснеш товара от покой и изостриш ъгъла на рампата, какво става със скоростта му след същото време?
Предсказвания за преценка
- Ускорява по-бързо — по-стръмна рампа дава по-голямо ускорение.
- Достига същата скорост — ъгълът не влияе на ускорението.
- Ускорява по-бавно — по-стръмна рампа дава по-малко ускорение.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Ъгъл на рампата (deg)
- Маса на товара (kg)
- Изминало време (s)
Какво измерваш:
- Скорост (m/s)
- Кинетична енергия (J)
Как протича изследването
- Отвори настройката рампа и товар в механичния пясъчник.
- Избери рампата и ползвай панела Свойства, за да зададеш ѝ ъгъл на наклон за този опит.
- Пусни товара от покой горе и прочети скоростта му от сензора след изброеното изминало време.
Управляващо уравнение
Кинетична енергия — KE = ½·m·v²
Кинетичната енергия на товара расте с квадрата на скоростта му, докато ускорява надолу по рампата — удвояването на скоростта четвертва KE.
Гравитационна потенциална енергия — PE = m·g·h
На рампа без триене гравитационната PE, която товарът губи, слизайки, се превръща изцяло в кинетичната енергия, която печели — нищо не се губи като топлина.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- С v = g sin θ · t изчисли очакваната скорост за всеки ред и сравни с прочетеното от сензора.
- Масата на товара остава фиксирана на 3 kg в трите опита, докато ъгълът се променя. Какво ти казва това за връзката между маса и ускорение на рампа без триене?
Къде това се появява извън лабораторията
- Два товара с различна маса се пускат от същия ъгъл по едно и също време. Кой достига дъното първи? Ползвай данните си, за да обосновеш отговора.
- Истинските рампи имат триене. Ако тази рампа не беше без триене, измерената скорост щеше да е по-висока или по-ниска от предсказанието v = g sin θ · t и защо?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Добре дошъл при товара на рампата
- Избери товара
- Натисни Пусни
- Повдигни товара
- Отвори данните
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →