Рампа и товар: ускорение на наклон

1 · Предскажи

Ако пуснеш товара от покой и изостриш ъгъла на рампата, какво става със скоростта му след същото време?

2 · Постановка

  1. Отвори настройката рампа и товар в механичния пясъчник.
  2. Избери рампата и ползвай панела Свойства, за да зададеш ѝ ъгъл на наклон за този опит.
  3. Пусни товара от покой горе и прочети скоростта му от сензора след изброеното изминало време.

3 · Събери данни

Ъгъл на рампата (deg)Маса на товара (kg)Изминало време (s)Скорост (m/s)Кинетична енергия (J)
10.003.001.00
20.003.001.00
30.003.001.00

Чертай скоростта (ос y) спрямо ъгъла на рампата (ос x) за фиксираните 1 s опити. Права ли е връзката?

4 · Анализирай

  1. С v = g sin θ · t изчисли очакваната скорост за всеки ред и сравни с прочетеното от сензора.
  2. 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?

5 · Надгради

  1. 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.
  2. 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?

Физиката зад този експеримент

Кинетична енергия

Кинетичната енергия на товара расте с квадрата на скоростта му, докато ускорява надолу по рампата — удвояването на скоростта четвертва KE.

Гравитационна потенциална енергия

На рампа без триене гравитационната PE, която товарът губи, слизайки, се превръща изцяло в кинетичната енергия, която печели — нищо не се губи като топлина.

← Назад към експеримента

Механика

138 безплатни работни листа по физика за печат