Pallo rampilla: energia kitkattomalla kaltevuudella

1 · Ennusta

Raskaampi pallo ja kevyempi pallo vapautetaan molemmat levosta samalta korkeudelta kitkattomalla rampilla. Kumpi saavuttaa pohjan nopeammin?

• Raskaampi pallo saavuttaa pohjan nopeammin.
• Molemmat pallot saavuttavat pohjan samalla nopeudella.
• Kevyempi pallo saavuttaa pohjan nopeammin.

2 · Kokoa

1. Avaa Kalteva taso -esiasetuksen. Kirjaa rammin kallistuskulma sekä pallon massa ja sen lähtökorkeus rammin pohjan yläpuolella.
2. Käytä Ominaisuudet-paneelia asettaaksesi pallon massan ja rammin kulman tälle suoritukselle, ja kirjaa pallon pystysuora lähtökorkeus rammin pohjan yläpuolella.
3. Suorita simulaatio ja kirjaa pallon nopeuslukema (anturi) juuri, kun se saavuttaa rammin pohjan.

3 · Kerää data

Kuvaa nopeus pohjassa (y-akseli) lähtökorkeutta vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Onko suhde suora viiva?

4 · Analysoi

1. Laske jokaiselle riville 1/2 m v^2 mittaamallasi pohjan nopeudella. Vertaa sitä gravitaation PE-sarakkeeseen. Mitä huomaat?
2. Kolme suoritustasi käyttää eri rammin kulmia. Muuttaako pelkkä kulman muuttaminen samalla lähtökorkeudella lopullista nopeutta? Käytä energian säilymistä selittääksesi miksi tai miksi ei.

5 · Laajenna

1. Gravitaation PE-sarakkeesi riippuu massasta, mutta mitattu lopullinen nopeus ei. Selitä, miksi raskaampi pallo ei saavuta pohjaa nopeammin kuin kevyempi kitkattomalla rampilla.
2. Todellisessa rampissa on hieman kitkaa, ja todellisen rullaavan pallon on myös kulutettava osa energiastaan pyörimisen käynnistämiseen. Odotatko todellisen pallon lopullisen nopeuden olevan suurempi vai pienempi kuin kitkaton ennusteesi? Miksi?

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia