حرکت پرتابه و انرژی جنبشی
1 · پیشبینی
اگر توپ را تندتر پرتاب کنید، انرژی جنبشیاش هنگام پرتاب و بیشینهٔ ارتفاعش چگونه تغییر میکند؟
- هر دو زیاد میشوند
- هر دو همان میمانند
- انرژی جنبشی زیاد میشود اما ارتفاع همان میماند
2 · آمادهسازی
- شبیهسازی پرتابه را باز کنید و Reset بزنید.
- کاوشگر تندی و قرائت ارتفاع را فعال کنید.
- تندی پرتاب را برای هر آزمایش زیر تنظیم کنید، Play بفشارید و مقدارهای اوج را ثبت کنید.
3 · گردآوری داده
| جرم m (kg) | تندی پرتاب v (m/s) | KE = ½mv² (J) | بیشینهٔ ارتفاع h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
بیشینهٔ ارتفاع h (محور y) را بر حسب انرژی جنبشی پرتاب KE (محور x) رسم کنید.
4 · تحلیل
- برای یک آزمایش، مراحل محاسبهٔ KE = ½mv² را نشان دهید و آن را با قرائت انرژی جنبشی شبیهسازی مقایسه کنید.
- رابطهٔ انرژی جنبشی پرتاب و بیشینهٔ ارتفاع را توصیف کنید. خطی است؟ از جدولتان عدد بیاورید.
5 · گسترش
- با تندی ثابت، کدام زاویهٔ پرتاب بیشینهٔ بیشتری میدهد؟ توضیح دهید چرا.
- پرتابههای واقعی به ارتفاعی که جدولتان پیشبینی میکند نمیرسند. انرژی گمشده کجا میرود؟
فیزیک پشت این آزمایش
انرژی جنبشی
انرژی حرکت هنگام پرتاب، از جرم و تندی پرتابی که برای هر آزمایش گذاشتید.
انرژی پتانسیل گرانشی
انرژی ذخیرهشده در بلایی قلهٔ توپ. با پایستگی انرژی مکانیکی، با چشمپوشی از مقاومت هوا باید برابر انرژی جنبشی هنگام پرتاب باشد — همان رابطهای که جدول دادهتان میآزماید.