Mechanika
Šikmý vrh
Sleduj parabolickou křivku, jak gravitace stáčí dráhu dolů.
Šikmý vrh — interaktivní simulace Mechanika. Sleduj parabolickou křivku, jak gravitace stáčí dráhu dolů. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Nezávislost pohybů
Vodorovný a svislý pohyb jsou nezávislé. Vodorovná rychlost zůstává konstantní (bez odporu vzduchu), zatímco gravitace táhne objekt dolů.
Galileo ukázal, že vodorovný pohyb projektilu neovlivňuje jeho svislý pád. Pohyb můžeš brát jako dva oddělené problémy: konstantní rychlost podél x a konstantní zrychlení podél y způsobené gravitací. Jejich kombinace kreslí parabolu.
- x = v₀ cos θ · t
- y = v₀ sin θ · t − ½gt²
- Dostřel R ≈ (v₀² sin 2θ) / g
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Když míček vystřelíš rychleji, jak se změní jeho kinetická energie při výstřelu a jeho maximální výška?
Predikce k zvážení
- Obě se zvětší
- Zůstanou stejné
- Kinetická energie se zvětší, ale výška zůstane stejná
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Hmotnost m (kg)
- Rychlost vypuštění v (m/s)
Co měříš:
- KE = ½mv² (J)
- Max. výška h (m)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři simulaci šikmého vrhu a stiskni Resetovat.
- Povolte sondu rychlosti a čtení výšky — výška se měří od PODLAHY, nikoli od místa vypuštění, takže zahrnuje pevnou výšku vypuštění míče 1,2 m.
- Nastav počáteční rychlost pro každý pokus níže, stiskni Spustit a zapiš vrcholné hodnoty.
Řídící rovnice
Kinetická energie — KE = ½·m·v²
Energie pohybu při výstřelu, z hmotnosti a počáteční rychlosti, které jsi nastavil pro každý pokus.
Gravitační potenciální energie — PE = m·g·h
Energie uložená v maximální výšce míče, čtená z výšky míče nad PODLAHOU — nikoli nad bodem vypuštění. Protože je toto vypuštění pod úhlem (ne přímo nahoru), pouze vertikální složka rychlosti vypuštění se převede na dodatečný vzestup nad vypuštění: nese 64% kinetické energie vypuštění pod tímto úhlem (zbytek zůstává horizontální pohyb, přítomný na vrcholu). Ale čtení výšky také zahrnuje pevnou výšku vypuštění 1.2 m nad podlahou, takže PE na vrcholu je m·g·(1.2 m + rise) — ne jednoduše 0.64× kinetické energie vypuštění, a poměr mezi nimi se mění s rychlostí místo aby zůstal pevný.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Ukaž svůj postup výpočtu KE = ½mv² pro jeden pokus a porovnej ho s odečtem kinetické energie simulace.
- Popiš vztah mezi kinetickou energií při výstřelu a maximální výškou. Je lineární? Cituj čísla ze své tabulky.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Při pevné rychlosti, jaký úhel vrhu dává největší maximální výšku? Vysvětli proč.
- Skutečné projektily nedosáhnou výšky, kterou predikuje tvá tabulka. Kam se ztrácí energie?
- AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
- IB Physics — A.1 Kinematics
- General High School Physics — Motion & kinematics
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Predikuj: co se stane s maximální výškou?
- Změň: nastav počáteční rychlost na 8 m/s
- Spusť: zachyť dva pokusy
- Přečti graf
- Vysvětli: co jsi pozoroval?
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →