Heittoliike ja liike-energia
1 · Ennusta
Jos laukaiset pallon nopeammin, miten sen liike-energia laukaisuhetkellä ja suurin korkeus muuttuvat?
- Molemmat kasvavat
- Ne pysyvät samana
- Liike-energia kasvaa, mutta korkeus pysyy samana
2 · Kokoa
- Avaa heittoliikesimulaatio ja paina Nollaa.
- Ota käyttöön nopeusanturi ja korkeuslukema.
- Aseta laukaisunopeus jokaiselle alla olevalle suoritukselle, paina Toista ja kirjaa huippuarvot.
3 · Kerää data
| Massa m (kg) | Laukaisunopeus v (m/s) | KE = ½mv² (J) | Suurin korkeus h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
Kuvaa suurin korkeus h (y-akseli) laukaisun liike-energiaa KE vasten (x-akseli).
4 · Analysoi
- Näytä laskusi laskemalla KE = ½mv² yhdelle suoritukselle ja vertaa sitä simulaation liike-energialukemaan.
- Kuvaile laukaisun liike-energian ja suurimman korkeuden välinen suhde. Onko se lineaarinen? Siteeraa lukuja taulukostasi.
5 · Laajenna
- Vakiolla nopeudella, mikä laukaisukulma antaa suurimman korkeuden? Selitä miksi.
- Todelliset ammukset eivät saavuta korkeutta, jonka taulukkosi ennustaa. Minne puuttuva energia menee?
Tämän kokeen fysiikka
Liike-energia
Liikkeen energia laukaisuhetkellä, massasta ja jokaiselle suoritukselle asettamastasi laukaisunopeudesta.
Gravitaatiopotentiaalienergia
Pallon huippukorkeuteen varastoitunut energia. Mekaanisen energian säilymisen nojalla sen pitäisi olla yhtä suuri kuin laukaisun liike-energia, kun ilmanvastus ohitetaan – juuri tätä suhdetta mittataulukkosi testaa.
Mekaniikka
- Pallo rampilla: energia kitkattomalla kaltevuudella
- Palikka kitkarampilla: lepokitkan kynnyksen löytäminen
- Rajanopeus: putoaminen ilmanvastuksen läpi
- Voimalaboratorio: Newtonin toinen laki
- Vastakkaiset voimat: Newtonin toinen laki ja liikemäärä
- Pomppiva pallo: energian menetys törmäyksessä
- Kimmoiset törmäykset ja liikemäärän säilyminen
- Kimmoamaton törmäys ja liikemäärän säilyminen
- Newtonin keilu: liikemäärän ja energian siirtyminen
- Yksinkertainen heiluri
- Massa jousessa: tasainen värähtelyliike
- Tasainen ympyräliike ja sentripetalivoima