Топка на рампа: енергия на наклонена равнина без триене

1 · Предскажи

По-тежка и по-лека топка се пускат от покой на една и съща височина на рампа без триене. Коя достига дъното по-бързо?

• По-тежката топка достига дъното по-бързо.
• Двете топки достигат дъното с еднаква скорост.
• По-леката топка достига дъното по-бързо.

2 · Постановка

1. Отвори настройката наклонена равнина. Отбележи ъгъла на наклона на рампата и масата на топката, и началната ѝ височина над основата на рампата.
2. Ползвай панела Свойства, за да зададеш масата на топката и ъгъла на рампата за този опит, и отбележи вертикалната начална височина на топката над основата на рампата.
3. Пусни симулацията и запиши показанието на скоростта на топката (сензор), точно когато достига дъното на рампата.

3 · Събери данни

Чертай скоростта долу (ос y) спрямо началната височина (ос x) за трите си опита. Права ли е връзката?

4 · Анализирай

1. За всеки ред изчисли 1/2 m v^2 с измерената си скорост долу. Сравни с колоната гравитационна PE. Какво забелязваш?
2. Трите ти опита ползват различни ъгли на рампата. Променя ли само ъгълът, при същата начална височина, крайната скорост? Ползвай запазване на енергията, за да обясниш защо или защо не.

5 · Надгради

1. Колоната ти гравитационна PE зависи от масата, но измерената крайна скорост — не. Обясни защо по-тежка топка не достига дъното по-бързо от по-лека на рампа без триене.
2. Истинска рампа има малко триене, а истинска търкаляща се топка трябва и да похарчи част от енергията си за въртене. Очакваш ли крайната скорост на истинска топка да е по-висока или по-ниска от предсказанието без триене? Защо?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат