Rampa i càrrega: acceleració en un pla inclinat
1 · Prediu
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?
- 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.
2 · Configura
- 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.
3 · Recull dades
| Angle de la rampa (deg) | Massa de la càrrega (kg) | Temps transcorregut (s) | Velocitat (m/s) | Energia cinètica (J) |
|---|---|---|---|---|
| 10.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 20.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 30.00 | 3.00 | 1.00 |
Representa la velocitat (eix y) contra l'angle de la rampa (eix x) per a les proves fixes d'1 s. La relació és una recta?
4 · Analitza
- 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?
5 · Amplia
- 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?
La física al darrere d'aquest experiment
Energia cinètica
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
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.
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
- 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
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles