Loptica na kosini: energija na kosini bez trenja

1 · Predviđanje

Teža i lakša loptica puštene su iz mirovanja s iste visine na kosini bez trenja. Koja prije stiže na dno?

2 · Postava

  1. Otvori postav Kosina. Zabilježi kut nagiba kosine te masu loptice i njezinu početnu visinu iznad baze kosine.
  2. Koristi ploču Svojstva za postavljanje mase loptice i kuta kosine za ovaj pokušaj i zabilježi okomitu početnu visinu loptice iznad baze kosine.
  3. Pokreni simulaciju i zabilježi očitanje brzine loptice (sonda) upravo kad stiže na dno kosine.

3 · Prikupljanje podataka

Masa (kg)Kut kosine (°)Pad visine (m)Gravitacijska PE (J)Brzina na dnu (m/s)
1.0015.000.30
1.5025.000.50
2.0035.000.70

Nacrtaj brzinu na dnu (y-os) naspram početne visine (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li odnos pravac?

4 · Analiza

  1. Za svaki redak izračunaj 1/2 m v^2 svojom izmjerenom brzinom na dnu. Usporedi sa stupcem gravitacijske PE. Što primjećuješ?
  2. Tvoja tri pokušaja koriste različite kutove kosine. Mijenja li sama promjena kuta, uz istu početnu visinu, konačnu brzinu? Koristi očuvanje energije za objašnjenje.

5 · Proširenje

  1. 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.
  2. 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?

Fizika iza ovog pokusa

Gravitacijska potencijalna energija

Visina loptice iznad baze kosine pohranjuje gravitacijsku PE prije puštanja — budžet energije koji se pretvara u gibanje dok se kotrlja niz padinu.

Kinetička energija

Na kosini bez trenja sva početna PE pretvorila se u KE kad loptica stigne na dno — i to određuje njezinu konačnu brzinu.

← Natrag na pokus

Mehanika

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis