Rampa a břemeno: zrychlení na nakloněné rovině

1 · Predikuj

Když břemeno pustíš z klidu a zpříčíš úhel rampy, co se stane s jeho rychlostí po stejném čase?

2 · Sestavení

  1. Otevři předvolbu Rampa a břemeno v mechanickém sandboxu.
  2. Vyber rampu a v panelu Vlastnosti nastav její úhel sklonu pro tento pokus.
  3. pusť břemeno z klidu nahoře a odečti jeho rychlost ze sondy po uvedeném uplynulém čase.

3 · Sbírej data

Úhel rampy (deg)Hmotnost břemene (kg)Uplynulý čas (s)Rychlost (m/s)Kinetická energie (J)
10.003.001.00
20.003.001.00
30.003.001.00

Vynes rychlost (osa y) proti úhlu rampy (osa x) pro pokusy s pevnými 1 s. Je vztah přímka?

4 · Analyzuj

  1. Použij v = g sin θ · t, spočti očekávanou rychlost pro každý řádek a porovnej s tím, co jsi odečetl ze sondy.
  2. Hmotnost břemene zůstává pevně 3 kg přes všechny tři pokusy, zatímco se mění úhel. Co ti to říká o vztahu mezi hmotností a zrychlením na rampě bez tření?

5 · Rozšiř

  1. Dvě břemena různé hmotnosti jsou puštěna ze stejného úhlu ve stejný okamžik. Které dosáhne dolů první? Použij svá data k odůvodnění odpovědi.
  2. Skutečné rampy mají tření. Kdyby tato rampa nebyla bez tření, byla by naměřená rychlost vyšší, nebo nižší než tvoje predikce v = g sin θ · t, a proč?

Fyzika za tímto experimentem

Kinetická energie

Kinetická energie břemene roste s druhou mocninou jeho rychlosti, jak zrychluje dolů po rampě — zdvojnásobení rychlosti čtyřnásobí KE.

Gravitační potenciální energie

Na rampě bez tření se gravitační PE, kterou břemeno ztrácí při sestupu, mění celá na kinetickou energii, kterou získává — nic se neztrácí teplem.

← Zpět na experiment

Mechanika

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky