Лаборатория за сили: Втори закон на Нютон

1 · Предскажи

Буташ кутия по под без триене с постоянна сила. Ако бутнеш по-тежка кутия със същата сила, ускорява ли тя по-бързо, по-бавно или със същата скорост от по-лека кутия?

2 · Постановка

  1. Отвори настройката лаборатория за сили. Единична кутия седи в покой на под без триене с една постоянна сила, бутаща я напред.
  2. Провери, че сензорът за скорост е прикрепен към кутията, после провери масата на кутията и големината на приложената сила в панела Свойства.
  3. За всеки ред долу задай масата на кутията и големината на силата в панела Свойства, пусни симулацията за точно 1 секунда (60 кадъра) и прочети скоростта на сензора.

3 · Събери данни

Маса (kg)Приложена сила (N)Скорост при t = 1 s (m/s)Импулс при t = 1 s (kg·m/s)
2.008.00
1.006.00
4.008.00

Чертай приложената сила (ос x) спрямо измерената след 1 секунда скорост (ос y), по една линия на изпробвана маса. Какво представя наклонът на всяка линия?

4 · Анализирай

  1. За всеки ред раздели приложената сила на масата. Как се сравнява тази стойност със скоростта, измерена след 1 секунда? Каква величина току-що изчисли?
  2. Сравни редове 1 и 3 (съща сила, различна маса). Колко промени удвояването на масата получената скорост след същото 1-секундно бутане?

5 · Надгради

  1. Този под е без триене. Предкажи как биха се променили показанията за скорост, ако и малка постоянна сила на триене действаше на кутията. Ще предсказваше ли разделянето на приложената сила на масата все още полученото ускорение?
  2. Пазарна количка и натоварен камион за доставка могат да бъдат бутани от двигател, произвеждащ същата сила. Ползвай данните си, за да обясниш защо не ускоряват с еднакъв темп.

Физиката зад този експеримент

Втори закон на Нютон

Равнодействващата сила върху обект е равна на масата му по ускорението. Тук една постоянна сила ускорява кутията от покой, така че скоростта, измерена след фиксирано време, разкрива ускорението, което тази сила е произвела.

Импулс

Импулсът е маса по скорост. Всеки опит започва от покой, така че импулсът на 1-секундната отметка показва колко движение изгражда същото бутане в кутии с различна маса.

← Назад към експеримента

Механика

138 безплатни работни листа по физика за печат