Kugle på rampe: Energi på et friktionsfrit skråt plan

1 · Forudsig

En tungere kugle og en lettere kugle slippes begge fra hvile på samme højde på en friktionsfri rampe. Hvem af dem når bunden hurtigere?

• Den tungere kugle når bunden hurtigere.
• Begge kugler når bunden med samme fart.
• Den lettere kugle når bunden hurtigere.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen Skråt plan. Notér rampens hældningsvinkel samt kuglens masse og dens starthøjde over rampens bund.
2. Brug egenskabspanelet til at indstille kuglens masse og rampens vinkel for dette forsøg, og notér kuglens lodrette starthøjde over rampens bund.
3. Kør simulationen, og notér kuglens fartaflæsning (måleren), netop som den når bunden af rampen.

3 · Saml data

Tegn grafen for farten ved bunden (y-aksen) mod starthøjden (x-aksen) for dine tre forsøg. Er sammenhængen en ret linje?

4 · Analysér

1. 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?
2. Dine tre forsøg bruger forskellige rampenvinkler. Ændrer vinklen alene — med samme starthøjde — den endelige fart? Brug energibevarelse til at forklare hvorfor eller hvorfor ikke.

5 · Udvid

1. 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.
2. 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?

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark