Tir parabòlic i energia cinètica
1 · Prediu
Si llances la bola més de pressa, com canviaran la seva energia cinètica al llançament i la seva alçada màxima?
- Totes dues augmenten
- Es queden igual
- L'energia cinètica augmenta però l'alçada es queda igual
2 · Configura
- Obre la simulació del projectil i prem Restableix.
- Activa la sonda de velocitat i la lectura d'altura — l'altura es mesura des del SÒL, no des del punt de llançament, de manera que inclou l'altura de llançament fixa d'1,2 m de la bola.
- Defineix la velocitat de llançament de cada prova de sota, prem Reprodueix i enregistra els valors màxims.
3 · Recull dades
| Massa m (kg) | Velocitat de llançament v (m/s) | KE = ½mv² (J) | Alçada màxima h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
Representa l'alçada màxima h (eix y) contra l'energia cinètica al llançament KE (eix x).
4 · Analitza
- Mostra els teus càlculs de KE = ½mv² per a una prova i compara'ls amb la lectura d'energia cinètica de la simulació.
- Descriu la relació entre l'energia cinètica de llançament i l'alçada màxima. És lineal? Cita números de la teva taula.
5 · Amplia
- A velocitat fixa, quin angle de llançament dóna l'alçada màxima més gran? Explica per què.
- Els projectils reals no assoleixen l'alçada que prediu la teva taula. On va l'energia que falta?
La física al darrere d'aquest experiment
Energia cinètica
L'energia del moviment al llançament, a partir de la massa i la velocitat de llançament que has definit per a cada prova.
Energia potencial gravitatòria
L'energia emmagatzemada a l'altura màxima de la pilota, llegida des de l'altura de la pilota per sobre del SÒL — no per sobre del punt de llançament. Com que aquest llançament és en angle (no recte cap amunt), només el component vertical de la velocitat de llançament es converteix en elevació addicional per sobre del llançament: porta el 64% de l'energia cinètica de llançament en aquest angle (la resta queda moviment horitzontal, present al cim). Però la lectura d'altura també inclou l'altura fixa de llançament de 1.2 m per sobre del sòl, de manera que PE al cim és m·g·(1.2 m + rise) — no simplement 0.64× de l'energia cinètica de llançament, i la relació entre elles canvia amb la velocitat en lloc de romandre fixa.
Mecànica
- 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
- Laboratori de forces: segona llei de Newton
- 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