Mekaniikka
Vapaapudotus
Katso jokaisen massan putoavan samaa vauhtia painovoiman vaikutuksesta.
Vapaapudotus – interaktiivinen Mekaniikka-simulaatio. Katso jokaisen massan putoavan samaa vauhtia painovoiman vaikutuksesta. Ilmainen selaimessa toimiva virtuaalinen fysiikkalaboratorio, jossa on reaaliaikaiset SI-mittaukset ja opastettu tutoriaali.
Vapaapudotus
Tasaisessa painovoimassa ilman ilmanvastusta kaikki kappaleet putoavat samalla kiihtyvyydellä g massasta riippumatta.
Galileon oivallus: massa kumoutuu kaavasta F = ma, kun ainoa voima on paino. Kevyt ja raskas kappale, jotka vapautetaan yhdessä, osuvat maahan yhdessä tässä ideaaloidussa kohtauksessa.
- y = y₀ + v₀t + ½gt²
- a = g (sama kaikille massoille)
Tutkimustiivistelmä
Suunnittele kysymys ennen laboratorion avaamista
Tiivistelmä vastaa esirendattua sivua: tutkimuskysymys, kilpailevat ennusteet, muuttujien roolit, hallitsevat lait, kokoonpano sekä analyysi- ja laajennuskysymykset pysyvät näkyvissä tässä järjestyksessä.
Tutkimuskysymys
Pudota kevyt, keskikokoinen ja raskas pallo samasta korkeudesta samaan aikaan. Kumpi osuu maahan ensin?
Punniteltavat ennusteet
- Raskaampi pallo putoaa nopeammin ja laskeutuu ensin.
- Kaikki kolme putoavat samalla nopeudella ja laskeutuvat yhdessä.
- Kevyempi pallo putoaa nopeammin ja laskeutuu ensin.
Muuttujien roolit
Mitä asetat:
- Massa (kg)
- Kulunut aika (s)
Mitä mittaat:
- Putoamisnopeus (m/s)
- Liikemäärä (kg·m/s)
Miten tutkimus etenee
- Avaa vapaapudotusesiasetus. Sinun pitäisi nähdä kolme erikokoista palloa rivissä samalla korkeudella.
- Kiinnitä korkeusanturi keskikokoiseen palloon ja varmista, että kaikki kolme palloa alkavat samasta y-asemasta.
- Suorita simulaatio ja käytä sekuntikelloa/ruutulaskuria jokaisen pallon pudotuksen ajoittamiseen.
Hallitseva yhtälö
Liikemäärä — p = m·v
Vaikka kaikki kolme palloa jakavat saman putoamisnopeuden annettuna ajankohtana, niiden liikemäärät eroavat, koska liikemäärä skaalautuu massan mukaan – siksi raskas pallo tekisi enemmän tuhoa osuessaan, vaikka ei putoaisi lainkaan nopeammin.
Mitä tulostettava työarkki pyytää opiskelijoita selvittämään
- Vertaa kevyen, keskikokoisen ja raskaan pallon putoamisnopeuksia samalla kuluneella ajalla. Mitä huomaat?
- Käyttäen dataasi laske kiihtyvyys (Δnopeus / Δaika) jokaiselle pallolle. Miten se vertautuu arvoon g = 9.8 m/s²?
Missä tämä näkyy laboratorion ulkopuolella
- Sulka ja keilapallo pudotettuna todellisessa ilmassa EIVÄT laskeudu yhdessä. Mikä voima, joka puuttuu tästä ideaalistetusta simulaatiosta, aiheuttaa tuon eron?
- Kuun astronautit pudottivat vasaran ja sulan ja ne laskeutuivat yhdessä. Selitä, miksi Kuu on parempi paikka kuin Maa nähdä tämä demonstraatio todellisilla kappaleilla.
- AP Physics 1 — Unit 1: Kinematics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 1: Kinematics
- IB Physics — A.1 Kinematics
- General High School Physics — Motion & kinematics
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Middle School Physical Science — Stored (potential) energy
- Middle School Physical Science — Energy in, energy out
- Kumpi laskeutuu ensin?
- Testaa massaa
- Tallenna putoaminen
- Lue kuvaaja
- Selitä todisteesi
Avaa interaktiivinen simulaatio rakentaaksesi kohtauksen, paina Toista ja tutki reaaliaikaisten mittausten ja opastetun tutoriaalin kanssa.
Avaa interaktiivinen laboratorio →