Mehanika
Loptica na kosini
Gledaj kako loptica ubrzava dok se kotrlja niz kosinu.
Loptica na kosini — interaktivna simulacija: Mehanika. Gledaj kako loptica ubrzava dok se kotrlja niz kosinu. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Gravitacija duž kosine
Na kosini bez trenja gravitacija vuče lopticu niz padinu. Samo komponenta paralelna s kosinom ubrzava lopticu.
Gravitacija djeluje ravno dolje. Na nagnutoj površini rastavljaš je na komponente: jednu paralelnu s kosinom (koja uzrokuje ubrzanje) i jednu okomitu (koju uravnotežuje normalna sila). Zato se loptica kotrlja niz brijeg iako gravitacija uvijek djeluje prema dolje.
- F∥ = mg sin θ
- a = g sin θ (bez trenja)
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Teža i lakša loptica puštene su iz mirovanja s iste visine na kosini bez trenja. Koja prije stiže na dno?
Predviđanja za odvagnuti
- Teža loptica stiže na dno brže.
- Obje loptice stižu na dno istom brzinom.
- Lakša loptica stiže na dno brže.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Masa (kg)
- Kut kosine (°)
- Pad visine (m)
Što mjeriš:
- Gravitacijska PE (J)
- Brzina na dnu (m/s)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav Kosina. Zabilježi kut nagiba kosine te masu loptice i njezinu početnu visinu iznad baze kosine.
- Koristi ploču Svojstva za postavljanje mase loptice i kuta kosine za ovaj pokušaj i zabilježi okomitu početnu visinu loptice iznad baze kosine.
- Pokreni simulaciju i zabilježi očitanje brzine loptice (sonda) upravo kad stiže na dno kosine.
Odgovarajuća jednadžba
Gravitacijska potencijalna energija — PE = m·g·h
Visina loptice iznad baze kosine pohranjuje gravitacijsku PE prije puštanja — budžet energije koji se pretvara u gibanje dok se kotrlja niz padinu.
Kinetička energija — KE = ½·m·v²
Na kosini bez trenja sva početna PE pretvorila se u KE kad loptica stigne na dno — i to određuje njezinu konačnu brzinu.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za svaki redak izračunaj 1/2 m v^2 svojom izmjerenom brzinom na dnu. Usporedi sa stupcem gravitacijske PE. Što primjećuješ?
- Tvoja tri pokušaja koriste različite kutove kosine. Mijenja li sama promjena kuta, uz istu početnu visinu, konačnu brzinu? Koristi očuvanje energije za objašnjenje.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Tvoj stupac gravitacijske PE ovisi o masi, ali izmjerena konačna brzina ne. Objasni zašto teža loptica ne stiže na dno brže od lakše na kosini bez trenja.
- Prava kosina ima nešto trenja, a prava kotrljajuća loptica mora potrošiti dio energije na ogibanje dok se kotrlja. Očekuješ li da konačna brzina prave loptice bude viša ili niža od tvog predviđanja bez trenja? Zašto?
- 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
- Predvidi: je li masa bitna?
- Promijeni: udvostruči masu loptice
- Pokreni: snimi dva pokušaja
- Pročitaj graf
- Objasni: iznenađujući rezultat
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →