Kaldpind ja koorem: kiirendus nõlval
1 · Ennusta
Kui vabastad koorma paigalseisust ja teed kaldpinna nurga järsemaks, mis juhtub tema kiirusega sama aja möödudes?
- Ta kiireneb kiiremini — järsem kaldpind annab suurema kiirenduse.
- Ta jõuab sama kiiruseni — nurk ei mõjuta kiirenduse kiirust.
- Ta kiireneb aeglasemalt — järsem kaldpind annab väiksema kiirenduse.
2 · Seadista
- Ava kaldpinna-koorma eelseadistus mehaanika liivakastis.
- Vali kaldpind ja kasuta Omaduste paneeli, et seada selle katse jaoks tema kaldenurk.
- Vabasta koorem paigalseisust ülalt ja loe tema kiirus sondilt pärast loetletud möödunud aega.
3 · Kogu andmeid
| Kaldpinna nurk (deg) | Koorma mass (kg) | Möödunud aeg (s) | Kiirus (m/s) | Kineetiline energia (J) |
|---|---|---|---|---|
| 10.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 20.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 30.00 | 3.00 | 1.00 |
Joonista kiirus (y-telg) kaldpinna nurga (x-telg) suhtes fikseeritud 1 s katsete jaoks. Kas seos on sirge?
4 · Analüüsi
- Kasuta v = g sin θ · t, arvuta igas reas oodatav kiirus ja võrdle sondilt loetuga.
- Koorma mass püsib kõigis kolmes katses fikseeritult 3 kg, samas kui nurk muutub. Mida see ütleb massi ja kiirenduse seose kohta hõõrdumata kaldpinnal?
5 · Laienda
- Kaks erineva massiga koormat vabastatakse samal nurgal samal ajal. Kumb jõuab põhja esimesena? Kasuta oma andmeid vastuse õigustamiseks.
- Päris kaldpindadel on hõõrdumist. Kui see kaldpind poleks hõõrdumata, kas mõõdetud kiirus oleks kõrgem või madalam kui sinu v = g sin θ · t ennustus, ja miks?
Selle eksperimendi füüsika
Kineetiline energia
Koorma kineetiline energia kasvab tema kiiruse ruuduga, kui ta kaldpinnal alla kiireneb — kiiruse kahekordistamine neljakordistab KE.
Gravitatsiooniline potentsiaalne energia
Hõõrdumata kaldpinnal muutub koorma laskumisel kaotatud gravitatsiooniline PE täielikult tema võidetud kineetiliseks energiaks — mitte midagi ei kao soojusesse.
Mehhaanika
- Heitkeha liikumine ja kineetiline energia
- Pall kaldpinnal: energia hõõrdumata nõlval
- Plokk hõõrdumise kaldpinnal: statsionaarse hõõrdumise läve leidmine
- Lõppkiirus: langemine takistusega
- Jõulabor: Newtoni teine seadus
- Vastasse jõud: Newtoni teine seadus ja impulss
- Põrkav pall: energiakad põrkel
- Elastsed kokkupõrked ja impulsi jäävus
- Mitteelastne kokkupõrge ja impulsi jäävus
- Newtoni hark: impulsi ja energia ülekanne
- Lihtpendel
- Raskus vedrul: lihtharmooniline võnkumine