Mecánica
Bola en un plano inclinado
Observa cómo la bola acelera al rodar por la pendiente.
Bola en un plano inclinado — simulación interactiva de Mecánica. Observa cómo la bola acelera al rodar por la pendiente. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Gravedad en un plano inclinado
En un plano inclinado sin fricción, la gravedad tira de la bola a lo largo de la pendiente. Solo la componente paralela al plano acelera la bola.
La gravedad actúa verticalmente hacia abajo. En una superficie inclinada, se descompone en dos componentes: una paralela al plano (que produce aceleración) y otra perpendicular (equilibrada por la fuerza normal). Por eso una bola rueda cuesta abajo aunque la gravedad siempre apunte hacia abajo.
- Componente paralela F∥ = mg sin θ
- Aceleración a = g sin θ (sin fricción)
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Una pelota más pesada y otra más ligera se sueltan desde el reposo a la misma altura sobre una rampa sin fricción. ¿Cuál llega más rápido al fondo?
Predicciones para pesar
- La bola más pesada llega más rápido al fondo.
- Ambas bolas llegan al fondo a la misma velocidad.
- La bola más ligera llega más rápido al fondo.
Roles variables
Lo que configuraste:
- misa (kg)
- Ángulo de rampa (°)
- Caída vertical (m)
Lo que mides:
- Educación física gravitacional (J)
- Velocidad en la parte inferior (m/s)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el ajuste preestablecido de Inclinación. Tenga en cuenta el ángulo de inclinación de la rampa y la masa de la pelota y su altura inicial sobre la base de la rampa.
- Utilice el Inspector para establecer la masa de la pelota y el ángulo de la rampa para esta prueba, y observe la altura inicial vertical de la pelota sobre la base de la rampa.
- Ejecute la simulación y registre la lectura de velocidad de la pelota (sonda) justo cuando llega al final de la rampa.
Ecuación rectora
Energía potencial gravitacional — PE = m·g·h
La altura de la pelota sobre la base de la rampa almacena PE gravitacional antes de su liberación: el presupuesto de energía que se convierte en movimiento a medida que rueda hacia abajo.
Energía cinética — KE = ½·m·v²
En una rampa sin fricción, todo el PE inicial se ha convertido en KE cuando la bola llega al fondo, que es lo que fija su velocidad final.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para cada fila, calcule 1/2 m v^2 utilizando la velocidad de fondo medida. Compárelo con la columna de PE gravitacional. ¿Qué notas?
- Tus tres pruebas utilizan diferentes ángulos de rampa. ¿Cambiar el ángulo por sí solo, con la misma altura inicial, cambia la velocidad final? Utilice la conservación de energía para explicar por qué o por qué no.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Su columna de PE gravitacional depende de la masa, pero la velocidad final medida no. Explique por qué una pelota más pesada no llega al fondo más rápido que una más liviana en una rampa sin fricción.
- Una rampa real tiene cierta fricción, y una bola rodante real también tiene que gastar parte de su energía girando mientras rueda. ¿Esperaría que la velocidad final de una pelota real fuera mayor o menor que su predicción sin fricción? ¿Por qué?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- Predice: ¿importa la masa?
- Cambia: duplica la masa de la bola
- Ejecuta: captura dos ensayos
- Lee el gráfica
- Explica: el resultado sorprendente
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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