Mekanik
Bold på skråt plan
Se bolden sætte fart op, mens den ruller ned ad skråningen.
Bold på skråt plan — interaktiv Mekanik-simulation. Se bolden sætte fart op, mens den ruller ned ad skråningen. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Tyngdekraft langs en rampe
På et friktionsløst skråt plan trækker tyngdekraften bolden langs hældningen. Kun komponenten parallelt med rampen accelererer bolden.
Tyngdekraften virker lige nedad. På en skrå flade opløser du den i komponenter: én parallelt med rampen (som giver acceleration) og én vinkelret (balanceret af normalkraften). Derfor ruller en bold ned ad en bakke, selvom tyngdekraften altid peger nedad.
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (friktionsløst)
Undersøgelsesoplæg
Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet
Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.
Drivende spørgsmål
En tungere kugle og en lettere kugle slippes begge fra hvile på samme højde på en friktionsfri rampe. Hvem af dem når bunden hurtigere?
Forudsigelser at afveje
- Den tungere kugle når bunden hurtigere.
- Begge kugler når bunden med samme fart.
- Den lettere kugle når bunden hurtigere.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Masse (kg)
- Rampens vinkel (°)
- Faldhøjde (m)
Det, du måler:
- Gravitationel PE (J)
- Fart ved bunden (m/s)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen Skråt plan. Notér rampens hældningsvinkel samt kuglens masse og dens starthøjde over rampens bund.
- Brug egenskabspanelet til at indstille kuglens masse og rampens vinkel for dette forsøg, og notér kuglens lodrette starthøjde over rampens bund.
- Kør simulationen, og notér kuglens fartaflæsning (måleren), netop som den når bunden af rampen.
Styrende ligning
Gravitationel potentiel energi — PE = m·g·h
Kuglens højde over rampens bund lagrer gravitationel PE før frigivelsen — det energibudget, der omdannes til bevægelse, efterhånden som den ruller ned.
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
På en friktionsfri rampe er hele start-PE'en omdannet til KE, når kuglen når bunden, og det er det, der fastsætter dens slutfart.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for hver række 1/2 m v^2 ud fra din målte fart ved bunden. Sammenlign med kolonnen for gravitationel PE. Hvad lægger du mærke til?
- Dine tre forsøg bruger forskellige rampenvinkler. Ændrer vinklen alene — med samme starthøjde — den endelige fart? Brug energibevarelse til at forklare hvorfor eller hvorfor ikke.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Din kolonne med gravitationel PE afhænger af massen, men den målte slutfart gør ikke. Forklar, hvorfor en tungere kugle ikke når bunden hurtigere end en lettere på en friktionsfri rampe.
- En rigtig rampe har lidt friktion, og en rigtig rullende kugle skal også bruge en del af sin energi på at komme i rotation, mens den ruller. Ville du forvente, at en rigtig kugles slutfart er højere eller lavere end din friktionsfri forudsigelse? Hvorfor?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Forudsig: betyder massen noget?
- Ændr: fordobl boldens masse
- Kør: indfang to forsøg
- Læs grafen
- Forklar: det overraskende resultat
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →