Vapaapudotus: muuttaako massa pudotusnopeutta?

1 · Ennusta

Pudota kevyt, keskikokoinen ja raskas pallo samasta korkeudesta samaan aikaan. Kumpi osuu maahan ensin?

2 · Kokoa

  1. Avaa vapaapudotusesiasetus. Sinun pitäisi nähdä kolme erikokoista palloa rivissä samalla korkeudella.
  2. Kiinnitä korkeusanturi keskikokoiseen palloon ja varmista, että kaikki kolme palloa alkavat samasta y-asemasta.
  3. Suorita simulaatio ja käytä sekuntikelloa/ruutulaskuria jokaisen pallon pudotuksen ajoittamiseen.

3 · Kerää data

Massa (kg)Kulunut aika (s)Putoamisnopeus (m/s)Liikemäärä (kg·m/s)
1.001.00
3.001.00
6.001.00

Kuvaa putoamisnopeus (y-akseli) kulunutta aikaa vasten (x-akseli) kaikille kolmelle pallolle samassa kuvaajassa.

4 · Analysoi

  1. Vertaa kevyen, keskikokoisen ja raskaan pallon putoamisnopeuksia samalla kuluneella ajalla. Mitä huomaat?
  2. Käyttäen dataasi laske kiihtyvyys (Δnopeus / Δaika) jokaiselle pallolle. Miten se vertautuu arvoon g = 9.8 m/s²?

5 · Laajenna

  1. Sulka ja keilapallo pudotettuna todellisessa ilmassa EIVÄT laskeudu yhdessä. Mikä voima, joka puuttuu tästä ideaalistetusta simulaatiosta, aiheuttaa tuon eron?
  2. Kuun astronautit pudottivat vasaran ja sulan ja ne laskeutuivat yhdessä. Selitä, miksi Kuu on parempi paikka kuin Maa nähdä tämä demonstraatio todellisilla kappaleilla.

Tämän kokeen fysiikka

Liikemäärä

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.

← Takaisin kokeeseen

Mekaniikka

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia