Laboratori de forces: segona llei de Newton
1 · Prediu
Empenys una caixa per un terra sense fricció amb una força constant. Si empenys una caixa més pesant amb la mateixa força, s'accelera més de pressa, més a poc a poc o al mateix ritme que una de lleugera?
- La caixa pesant s'accelera més
- Les dues caixes s'acceleren al mateix ritme
- La caixa pesant s'accelera menys
2 · Configura
- Obre el predefinit del Laboratori de forces. Una sola caixa jeu en repòs en un terra sense fricció amb una força constant empentant-la endavant.
- Comprova que la sonda de velocitat és adjunta a la caixa, i revisa la massa de la caixa i la força de la força aplicada al panell de Propietats.
- Per a cada fila de sota, defineix al panell de Propietats la massa de la caixa i la força per coincidir, executa la simulació exactament 1 segon (60 fotogrames) i llegeix la velocitat de la sonda.
3 · Recull dades
| Massa (kg) | Força aplicada (N) | Velocitat a t = 1 s (m/s) | Quantitat de moviment a t = 1 s (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 2.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 6.00 | ||
| 4.00 | 8.00 |
Representa la força aplicada (eix x) contra la velocitat mesurada després d'1 segon (eix y), una línia per massa provada. Què representa el pendent de cada línia?
4 · Analitza
- Per a cada fila, divideix la força aplicada entre la massa. Com es compara aquell valor amb la velocitat mesurada després d'1 segon? Quina magnitud acabes de calcular?
- Compara les files 1 i 3 (mateixa força, massa diferent). De quant ha canviat doblar la massa la velocitat resultant després de la mateixa empenta d'1 segon?
5 · Amplia
- Aquest terra no té fricció. Prediu com canviarien les teves lectures de velocitat si una petita força de fricció constant actqués també sobre la caixa. Continuaria dividint la força aplicada entre la massa tot sol prediuent l'acceleració resultant?
- Un carro de la compra i un camió carregat poden ser empesos tots dos per un motor que produeix la mateixa força. Fes servir les teves dades per explicar per què no s'acceleren al mateix ritme.
La física al darrere d'aquest experiment
Segona llei de Newton
La força resultant sobre un objecte iguala la seva massa per l'acceleració. Aquí una sola força constant accelera la caixa des del repòs, de manera que la velocitat mesurada després d'un temps fix revela l'acceleració que aquella força ha produït.
Quantitat de moviment
La quantitat de moviment és massa per velocitat. Cada prova comença des del repòs, de manera que la quantitat de moviment al segon 1 mostra quant moviment construeix la mateixa empenta en caixes de massa diferent.
Mecànica
- Tir parabòlic i energia cinètica
- Bola en una rampa: energia en un pla inclinat sense fricció
- Bloc en una rampa amb fricció: trobar el llindar de fricció estàtica
- Velocitat límit: caure amb arrossegament
- Forces oposades: segona llei de Newton i quantitat de moviment
- Bola que rebota: pèrdua d'energia a l'impacte
- Col·lisions elàstiques i conservació de la quantitat de moviment
- Col·lisió inelàstica i conservació de la quantitat de moviment
- Pèndol de Newton: transferència de quantitat de moviment i energia
- Pèndol simple
- Massa en un moll: moviment harmònic simple
- Moviment circular uniforme i força centripeta
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles