Mekanik
Newtons vugge
Se impulsen gå gennem rækken til den yderste bold.
Newtons vugge — interaktiv Mekanik-simulation. Se impulsen gå gennem rækken til den yderste bold. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Newtons vugge
En række ens bolde overfører impuls gennem næsten elastiske stød — den yderste bold svinger ud, mens de andre næsten ikke bevæger sig.
Når den yderste bold rammer rækken, vandrer impulsen gennem kæden af kontakter. I det ideelle tilfælde forlader den sidste bold rækken med det meste af impulsen, mens de indre bolde forbliver næsten ubevægelige.
- Impulsen bevares langs rækken
- Næsten elastiske kontakter
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
Hvis du trækker den første kugle tilbage til en slippeshøjde h og lader den svinge ind i rækken, hvad bestemmer så, hvor hurtigt den sidste kugle flyver ud?
Forudsigelser at afveje
- Den yderste kugle forlader rækken med omtrent samme fart, som den første kugle havde ved nedslaget.
- Den yderste kugle forlader rækken langsommere, da mellemkuglerne absorberer en del af bevægelsen.
- Den yderste kugle forlader rækken hurtigere end den første kugles nedslagsfart.
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Kuglens masse (kg)
- Udløsningshøjde (m)
Det, du måler:
- Frigiv PE (J)
- Den yderste kugles udgangsfart (m/s)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn forudstillingen Newtons vugge i sandkassen.
- Træk den yderste kugle til venstre udad og op for at indstille en slippeshøjde, og aflæs derefter, hvor højt den ligger over sit hvilepunkt.
- Slip kuglen, og lad den svinge ned i rækken af kugler, der rører hinanden. Se, hvilke kugler der flyver ud på den anden side, og hvor højt de svinger.
Styrende ligning
Gravitationel potentiel energi — PE = m·g·h
Den tilbagetrukne kugle lagrer energi lig med dens vægt gange den højde, du løftede den over dens hvilepunkt — det er det, der driver hele kædereaktionen, når den slippes.
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Efterhånden som den frigivne kugle svinger ned, omdannes dens lagrede PE til KE; i bunden er det denne KE, der næsten helt overdrages til den yderste kugle gennem kæden af stød.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Beregn for hver række slippes-PE (mgh) og den nedslags-KE, den første kugle bør have, lige før den når bunden af sit sving (½mv², med din målte farSpeed som v). Hvordan forholder de to energier sig til hinanden?
- Brug bevarelse af impuls og kinetisk energi for en kæde af ens masser til at forklare, hvorfor den yderste kugle forlader rækken med (næsten) den første kugles nedslagsfart, mens kuglerne imellem næsten ikke bevæger sig.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Hvorfor bevæger mellemkuglerne sig næsten ikke, selvom kraftimpulsen fra stødet går gennem hver eneste af dem?
- I sandkassen: svinger den yderste kugle nogensinde præcis lige så højt som din slippeshøjde? Hvad fortæller hullet (hvis der er et) dig om, hvor elastiske stødene i virkeligheden er?
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Velkommen til Newtons vugge
- Tryk på Afspil
- Vælg den første bold
- Impuls ned gennem rækken
- Åbn dataene
- Du klarede det!
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →