Движение на хвърлено тяло и кинетична енергия

1 · Предскажи

Ако изстреляш топката по-бързо, как ще се променят кинетичната ѝ енергия при изстрелване и максималната ѝ височина?

2 · Постановка

  1. Отвори симулацията на хвърленото тяло и натисни Нулирай.
  2. Включете сондата за скорост и индикатора за височина — височината се измерва от ПОДА, а не от точката на изстрелване, затова включва фиксираната височина на изстрелване на топката от 1,2 м.
  3. Задай скоростта на изстрелване за всеки опит долу, натисни Пусни и запиши пиковите стойности.

3 · Събери данни

Маса m (kg)Скорост на изстрелване v (m/s)KE = ½mv² (J)Максимална височина h (m)
1.008.00
1.0010.00
1.0012.00

Чертай максималната височина h (ос y) спрямо кинетичната енергия при изстрелване KE (ос x).

4 · Анализирай

  1. Покажи сметката си за KE = ½mv² за един опит и я сравни с показанието на симулацията за кинетична енергия.
  2. Опиши връзката между кинетичната енергия при изстрелване и максималната височина. Линейна ли е? Цитирай числа от таблицата си.

5 · Надгради

  1. При фиксирана скорост кой ъгъл на изстрелване дава най-голяма максимална височина? Обясни защо.
  2. Истинските хвърлени тела не достигат височината, която таблицата ти предсказва. Къде отива липсващата енергия?

Физиката зад този експеримент

Кинетична енергия

Енергията на движение при изстрелване, от масата и скоростта на изстрелване, които задаваш за всеки опит.

Гравитационна потенциална енергия

Енергията, съхранена на максималната височина на топката, прочетена от височината на топката над ПОЛа — не над точката на изстрелване. Тъй като това изстрелване е под ъгъл (не право нагоре), само вертикалният компонент на скоростта на изстрелване се преобразува в допълнителен подем над изстрелването: той носи 64% от кинетичната енергия при този ъгъл (останалото остава хоризонтално движение, присъстващо при върха). Но отчетената височина включва и фиксираната височина на изстрелване от 1.2 m над пола, така че PE при върха е m·g·(1.2 m + rise) — не просто 0.64× от кинетичната енергия, и съотношението между тях се изменя със скоростта вместо да остава фиксирано.

← Назад към експеримента

Механика

138 безплатни работни листа по физика за печат