यांत्रिकी
ढाल पर गेंद
गेंद ढाल से लुढ़कते हुए तेज़ होती है — यह देखें।
ढाल पर गेंद — इंटरैक्टिव यांत्रिकी सिमुलेशन। गेंद ढाल से लुढ़कते हुए तेज़ होती है — यह देखें। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
ढाल पर गुरुत्व
घर्षणरहित ढाल पर गुरुत्व गेंद को ढाल के अनुदिश खींचता है। केवल समानांतर घटक ही त्वरण देता है।
गुरुत्व सदैव नीचे की ओर। झुकी सतह पर इसे घटकों में विभाजित करें: एक ढाल के समानांतर (त्वरण), एक लंबवत (अभिलंब बल संतुलित)। अतः गेंद पहाड़ से लुढ़कती है।
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (घर्षणरहित)
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
एक भारी गेंद और एक हल्की गेंद को घर्षण रहित रैंप पर समान ऊँचाई पर आराम से छोड़ा जाता है। कौन तेजी से नीचे तक पहुंचता है?
तौलने की भविष्यवाणी
- भारी गेंद नीचे तक तेजी से पहुँचती है।
- दोनों गेंदें समान गति से नीचे पहुंचती हैं.
- हल्की गेंद नीचे तक तेजी से पहुँचती है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- द्रव्यमान (kg)
- रैम्प कोण (°)
- गिरी हुई ऊँचाई (m)
आप क्या मापते हैं:
- गुरुत्वाकर्षण पी.ई (J)
- तल पर गति (m/s)
जाँच कैसे चलती है
- इनक्लाइन प्रीसेट खोलें. रैंप के झुकाव के कोण और गेंद के द्रव्यमान और रैंप के आधार के ऊपर इसकी शुरुआती ऊँचाई पर ध्यान दें।
- इस परीक्षण के लिए गेंद का द्रव्यमान और रैंप का कोण निर्धारित करने के लिए इंस्पेक्टर का उपयोग करें, और रैंप के आधार के ऊपर गेंद की ऊर्ध्वाधर प्रारंभिक ऊँचाई नोट करें।
- सिमुलेशन चलाएं और जैसे ही गेंद रैंप के नीचे पहुंचती है, उसकी गति रीडिंग (जाँच) रिकॉर्ड करें।
शासक समीकरण
गुरुत्वाकर्षण स्थितिज ऊर्जा — PE = m·g·h
रैंप के आधार के ऊपर गेंद की ऊँचाई रिलीज से पहले गुरुत्वाकर्षण पीई को संग्रहीत करती है - ऊर्जा बजट जो नीचे लुढ़कने पर गति में परिवर्तित हो जाता है।
गतिज ऊर्जा — KE = ½·m·v²
घर्षण रहित रैंप पर, गेंद के नीचे पहुंचने तक सभी शुरुआती पीई केई में परिवर्तित हो जाते हैं, जो इसकी अंतिम गति को तय करता है।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- प्रत्येक पंक्ति के लिए, अपनी मापी गई निचली गति का उपयोग करके 1 /2 m v^ 2 की गणना करें। इसकी तुलना गुरुत्वाकर्षण पीई कॉलम से करें। आपको क्या लगा?
- आपके तीन परीक्षण विभिन्न रैंप कोणों का उपयोग करते हैं। क्या समान आरंभिक ऊँचाई के साथ केवल कोण बदलने से अंतिम गति बदल जाती है? क्यों या क्यों नहीं, यह समझाने के लिए ऊर्जा संरक्षण का उपयोग करें।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- आपका गुरुत्वाकर्षण पीई कॉलम द्रव्यमान पर निर्भर करता है, लेकिन मापी गई अंतिम गति नहीं। बताएं कि घर्षण रहित रैंप पर एक भारी गेंद हल्की गेंद की तुलना में तेजी से नीचे तक क्यों नहीं पहुंचती है।
- एक वास्तविक रैंप में कुछ घर्षण होता है, और एक वास्तविक लुढ़कती हुई गेंद को भी लुढ़कते समय अपनी कुछ ऊर्जा ऊपर की ओर घूमने में खर्च करनी पड़ती है। क्या आप उम्मीद करेंगे कि वास्तविक गेंद की अंतिम गति आपके घर्षण रहित पूर्वानुमान से अधिक या कम होगी? क्यों?
- AP Physics 1 — Unit 3: Work, Energy, and Power
- AP Physics C: Mechanics — Unit 3: Work, Energy, and Power
- IB Physics — A.3 Work, energy and power
- General High School Physics — Work, energy & power
- NGSS High School Physics — Energy accounting in systems
- Middle School Physical Science — Force, mass, and motion
- भविष्यवाणी: क्या द्रव्यमान मायने रखता है?
- बदलें: गेंद का द्रव्यमान दोगुना करें
- चलाएँ: दो परीक्षण कैप्चर करें
- ग्राफ पढ़ें
- समझाएँ: आश्चर्यजनक परिणाम
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।