Bola en una rampa: energia en un pla inclinat sense fricció

1 · Prediu

Una bola pesant i una de lleugera es deixen anar des del repòs a la mateixa alçada en una rampa sense fricció. Quina arriba abans a baix?

• La bola pesant arriba abans a baix.
• Les dues boles arriben a baix a la mateixa velocitat.
• La bola lleugera arriba abans a baix.

2 · Configura

1. Obre el predefinit del pla inclinat. Anota la inclinació de la rampa, la massa de la bola i l'alçada inicial sobre la base de la rampa.
2. Fes servir el panell de Propietats per definir la massa de la bola i l'angle de la rampa d'aquesta prova, i anota l'alçada vertical inicial de la bola sobre la base de la rampa.
3. Executa la simulació i enregistra la velocitat de la bola (sonda) just quan arriba a baix de la rampa.

3 · Recull dades

Grafica la velocitat a baix (eix y) contra l'alçada inicial (eix x) per a les tres proves. La relació és una recta?

4 · Analitza

1. Per a cada fila, calcula 1/2 m v^2 amb la velocitat de baixada mesurada. Compara-ho amb la columna de PE gravitatòria. Què hi notes?
2. Les tres proves fan servir angles diferents. Canviar només l'angle, amb la mateixa alçada inicial, canvia la velocitat final? Fes servir la conservació de l'energia per explicar per què sí o no.

5 · Amplia

1. La teva columna de PE gravitatòria depèn de la massa, però la velocitat final mesurada no. Explica per què una bola pesant no arriba abans a baix que una de lleugera en una rampa sense fricció.
2. Una rampa real té una mica de fricció, i una bola real que roda també ha de gastar part de la seva energia a girar mentre roda. Esperaries que la velocitat final d'una bola real fos més alta o més baixa que la teva predicció sense fricció? Per què?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles