Mekanik
Projektilbevægelse
Se det parabolske kast, efterhånden som tyngdekraften bøjer banen nedad.
Projektilbevægelse — interaktiv Mekanik-simulation. Se det parabolske kast, efterhånden som tyngdekraften bøjer banen nedad. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.
Uafhængighed af bevægelser
Vandret og lodret bevægelse er uafhængige. Den vandrette fart forbliver konstant (vi ser bort fra luftmodstand), mens tyngdekraften trækker objektet nedad.
Galilei viste, at en projektils vandrette bevægelse ikke påvirker dens lodrette fald. Du kan behandle bevægelsen som to separate problemer: konstant hastighed langs x og konstant acceleration langs y på grund af tyngdekraften. Kombineret tegner de en parabel.
- x = v₀ cos θ · t
- y = v₀ sin θ · t − ½gt²
- Rækkevidde R ≈ (v₀² sin 2θ) / g
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 affyrer kuglen med større fart, hvordan ændrer dens kinetiske energi ved affyringen og dens maksimale højde sig?
Forudsigelser at afveje
- Begge stiger
- De er uændrede
- Den kinetiske energi stiger, men højden er uændret
Variablers roller
Det, du indstiller:
- Masse m (kg)
- Kastehastighed v (m/s)
Det, du måler:
- KE = ½mv² (J)
- Maksimal højde h (m)
Sådan forløber undersøgelsen
- Åbn projektil-simulationen og tryk på Nulstil.
- Aktivér hastighedssonden og højdeaflæsningen — højden måles fra GULVET, ikke fra startpunktet, så den inkluderer boldens faste 1,2 m starthøjde.
- Indstil affyringshastigheden for hvert forsøg nedenfor, tryk på Afspil og noter topværdierne.
Styrende ligning
Kinetisk energi — KE = ½·m·v²
Bevægelsesenergien ved affyringen, bestemt af massen og affyringshastigheden, du indstiller for hvert forsøg.
Gravitationel potentiel energi — PE = m·g·h
Energien lagret på boldens maksimale højde, aflæst fra boldens højde over GULVET — ikke over lanceringspunktet. Fordi denne lancering sker i en vinkel (ikke lige opad), konverteres kun den lodrette komponent af lanceringshastigheden til ekstra stigning over lanceringen: den bærer 64 % af lanceringens kinetiske energi i denne vinkel (resten forbliver vandret bevægelse, til stede på toppen). Men aflæsningshøjden inkluderer også boldens faste starthøjde på 1,2 m over gulvet, så PE på toppen er m·g·(1,2 m + stigning) — ikke simpelthen 0,64× lanceringens kinetiske energi, og forholdet mellem dem ændrer sig med farten i stedet for at forblive fast.
Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud
- Vis din udregning af KE = ½mv² for ét forsøg, og sammenlign med simulationens aflæsning af kinetisk energi.
- Beskriv sammenhængen mellem kinetisk energi ved affyring og maksimal højde. Er den lineær? Henvis til tal fra din tabel.
Hvor det viser sig uden for laboratoriet
- Ved en fast hastighed: hvilken affyringsvinkel giver den største maksimale højde? Forklar hvorfor.
- Virkelige projektiler når ikke den højde, din tabel forudsiger. Hvor bliver den manglende energi af?
- 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
- Forudsig: hvad sker der med den maksimale højde?
- Ændr: sæt afsætshastigheden til 8 m/s
- Kør: indfang to forsøg
- Læs grafen
- Forklar: hvad observerede du?
Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.
Åbn interaktivt laboratorium →