Modsatrettede kræfter: Newtons anden lov & impuls

1 · Forudsig

En klode, der bevæger sig mod højre, trækkes af en konstant kraft i den modsatte retning. Hvad sker der med dens bevægelse i takt med, at tiden går?

2 · Opsætning

  1. Åbn simulationen med modsatrettede kræfter, og tryk på Nulstil.
  2. Slå fartmåleren til på kloden.
  3. Indstil for hvert forsøg klodens startfart, tryk på Afspil, sæt på pause ved t = 4 s ved hjælp af tidslinjen, og notér fartaflæsningen.

3 · Saml data

Masse m (kg)Starthastighed v₀ (m/s)Modsatrettet kraft F (N)Startimpuls p = mv (kg·m/s)Fart ved t = 4 s (m/s)
1.004.002.00
1.006.002.00
1.008.002.00

Afbild farten ved t = 4 s (y-aksen) mod startfarten v₀ (x-aksen).

4 · Analysér

  1. Vis din udregning af startimpulsen p = mv for ét forsøg.
  2. Brug a = F/m til at forudsige klodens hastighed ved t = 4 s for hvert forsøg, og sammenlign med din tabel. Bevæger kloden sig stadig i sin oprindelige retning, er den momentant i hvile, eller bevæger den sig baglæns?

5 · Udvid

  1. Hvis klodens masse blev fordoblet, mens den modsatrettede kraft forblev den samme, ville det så tage længere eller kortere tid at stoppe? Forklar ved hjælp af F = ma.
  2. Rigtige kloder, der glider på en rigtig overflade, mærker også friktion. Ville friktionen få kloden til at stoppe før eller senere, end denne idealiserede simulation forudsiger?

Fysikken bag dette eksperiment

Impuls

Klodens masse og startfart fastsætter dens impuls, før den modsatrettede kraft begynder at virke.

Newtons anden lov

Den konstante modsatrettede kraft divideret med massen giver klodens konstante deceleration, som er det, der bremer den, stopper den og til sidst vender den.

← Tilbage til eksperimentet

Mekanik

138 gratis printbare fysik-labark