Εργαστήριο δυνάμεων: Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα

1 · Πρόβλεψε

Σπρώχνεις ένα κουτί σε πάτωμα χωρίς τριβή με σταθερή δύναμη. Αν σπρώξεις ένα βαρύτερο κουτί με την ίδια δύναμη, θα επιταχύνει πιο γρήγορα, πιο αργά ή με τον ίδιο ρυθμό με ένα ελαφρύτερο κουτί;

2 · Διάταξη

  1. Άνοιξε την προεπιλογή Εργαστήριο δυνάμεων. Ένα μόνο κουτί βρίσκεται σε ηρεμία σε πάτωμα χωρίς τριβή με μία σταθερή δύναμη να το σπρώχνει προς τα εμπρός.
  2. Επιβεβαίωσε ότι ο αισθητήρας ταχύτητας είναι συνδεδεμένος στο κουτί, μετά έλεγξε τη μάζα του κουτιού και την ένταση της ασκούμενης δύναμης στο πάνελ Ιδιότητες.
  3. Για κάθε γραμμή παρακάτω, ρύθμισε τη μάζα του κουτιού και την ένταση της δύναμης στο πάνελ Ιδιότητες ώστε να ταιριάζουν, τρέξε την προσομοίωση για ακριβώς 1 δευτερόλεπτο (60 καρέ), και διάβασε την ταχύτητα του αισθητήρα.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Μάζα (kg)Ασκούμενη δύναμη (N)Ταχύτητα στο t = 1 s (m/s)Ορμή στο t = 1 s (kg·m/s)
2.008.00
1.006.00
4.008.00

Χάραξε την ασκούμενη δύναμη (άξονας x) έναντι της ταχύτητας που μέτρησες μετά από 1 δευτερόλεπτο (άξονας y), μία γραμμή ανά δοκιμασμένη μάζα. Τι αναπαριστά η κλίση κάθε γραμμής;

4 · Ανάλυση

  1. Για κάθε γραμμή, διαίρεσε την ασκούμενη δύναμη με τη μάζα. Πώς συγκρίνεται αυτή η τιμή με την ταχύτητα που μέτρησες μετά από 1 δευτερόλεπτο; Τι μέγεθος μόλις υπολόγισες;
  2. Σύγκρινε τις γραμμές 1 και 3 (ίδια δύναμη, διαφορετική μάζα). Πόσο άλλαξε ο διπλασιασμός της μάζας την προκύπτουσα ταχύτητα μετά από την ίδια ώθηση 1 δευτερολέπτου;

5 · Επέκταση

  1. Αυτό το πάτωμα είναι χωρίς τριβή. Πρόβλεψε πώς θα άλλαζαν οι ενδείξεις ταχύτητάς σου αν μια μικρή σταθερή δύναμη τριβής ασκούνταν επίσης στο κουτί. Θα προέβλεπε ακόμη η διαίρεση της ασκούμενης δύναμης με τη μάζα μόνη την προκύπτουσα επιτάχυνση;
  2. Ένα καρότσι ψησταριάς και ένα φορτωμένο φορτηγό παράδοσης μπορούν και τα δύο να ωθούνται από κινητήρα που παράγει την ίδια δύναμη. Χρησιμοποίησε τα δεδομένα σου για να εξηγήσεις γιατί δεν επιταχύνουν με τον ίδιο ρυθμό.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα

Η συνισταμένη δύναμη σε αντικείμενο ισούται με τη μάζα του επί την επιτάχυνσή του. Εδώ μία μόνο σταθερή δύναμη επιταχύνει το κουτί από ηρεμία, ώστε η ταχύτητα που μετράται μετά από σταθερό χρόνο αποκαλύπτει την επιτάχυνση που παρήγαγε αυτή η δύναμη.

Ορμή

Η ορμή είναι μάζα επί ταχύτητα. Κάθε δοκιμή ξεκινά από ηρεμία, ώστε η ορμή στο σημείο των 1 δευτερολέπτου δείχνει πόση κίνηση χτίζει η ίδια ώθηση σε κουτιά διαφορετικής μάζας.

← Πίσω στο πείραμα

Μηχανική

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής