Mecànica
Càrrega en una rampa
Observa com la càrrega davalla a poc a poc: una rampa necessita menys força que aixecar-la.
Càrrega en una rampa — simulació interactiva de Mecànica. Observa com la càrrega davalla a poc a poc: una rampa necessita menys força que aixecar-la. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
El pla inclinat com a màquina
Una rampa permet pujar una càrrega amb una força més petita aplicada al llarg d'una distància més llarga: intercanvia distància per força.
El treball fet idealment iguala el guany d'energia potencial gravitatòria. Una rampa més llarga i suau redueix la força d'empenta necessària a canvi de moure la càrrega més lluny pel pendent.
- W = Fd = mgh (ideal)
- F_parallel = mg sin θ
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Si deixes anar la càrrega des del repòs i pronuncies l'angle de la rampa, què passa amb la seva velocitat després del mateix temps?
Prediccions a valorar
- S'accelera més de pressa: una rampa més pronunciada dóna més acceleració.
- Aconsegueix la mateixa velocitat: l'angle no afecta com d'accelera.
- S'accelera més a poc a poc: una rampa més pronunciada dóna menys acceleració.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Angle de la rampa (deg)
- Massa de la càrrega (kg)
- Temps transcorregut (s)
El que tu mesures:
- Velocitat (m/s)
- Energia cinètica (J)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit de Rampa i càrrega a l'espai de pràctica de mecànica.
- Selecciona la rampa i fes servir el panell de Propietats per definir-ne l'angle d'inclinació d'aquesta prova.
- Deixa anar la càrrega des del repòs a dalt i llegeix-ne la velocitat a la sonda després del temps transcorregut llistat.
Equació governant
Energia cinètica — KE = ½·m·v²
L'energia cinètica de la càrrega creix amb el quadrat de la velocitat mentre acelera rampa avall: doblar la velocitat quadruplica la KE.
Energia potencial gravitatòria — PE = m·g·h
En una rampa sense fricció, la PE gravitatòria que perd la càrrega mentre baixa es converteix enterament en l'energia cinètica que guanya: no es perd res en calor.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Amb v = g sin θ · t, calcula la velocitat esperada de cada fila i compara-la amb la llegida a la sonda.
- La massa de la càrrega es queda fixa a 3 kg a les tres proves mentre canvia l'angle. Què t'indica això sobre la relació entre massa i acceleració en una rampa sense fricció?
On apareix això més enllà del laboratori
- Dues càrregues de massa diferent es deixen anar del mateix angle alhora. Quina arriba primer a baix? Fes servir les teves dades per justificar la resposta.
- Les rampes reals tenen fricció. Si aquesta rampa no fos sense fricció, la velocitat mesurada seria més alta o més baixa que la teva predicció v = g sin θ · t, i per què?
- 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
- Benvingut a Rampa i càrrega
- Selecciona la càrrega
- Prem Reprodueix
- Puja la càrrega
- Obre les dades
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →