Gibanje projektila i kinetička energija
1 · Predviđanje
Ako izbaciš lopticu brže, kako će se promijeniti njezina kinetička energija pri izbacaju i maksimalna visina?
- Oboje raste
- Ostaju iste
- Kinetička energija raste, ali visina ostaje ista
2 · Postava
- Otvori simulaciju projektila i pritisni Resetiraj.
- Uključite sondu za brzinu i očitanje visine — visina se mjeri od PODA, a ne od točke lansiranja, tako da uključuje fiksnu visinu lansiranja lopte od 1,2 m.
- Postavi brzinu izbacaja za svaki pokušaj u nastavku, pritisni Pokreni i zabilježi vršne vrijednosti.
3 · Prikupljanje podataka
| Masa m (kg) | Brzina izbacaja v (m/s) | KE = ½mv² (J) | Maksimalna visina h (m) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 8.00 | ||
| 1.00 | 10.00 | ||
| 1.00 | 12.00 |
Nacrtaj maksimalnu visinu h (y-os) naspram kinetičke energije pri izbacaju KE (x-os).
4 · Analiza
- Pokaži svoj izračun KE = ½mv² za jedan pokušaj i usporedi ga s očitanjem kinetičke energije simulacije.
- Opiši odnos između kinetičke energije pri izbacaju i maksimalne visine. Je li linearan? Citiraj brojeve iz svoje tablice.
5 · Proširenje
- Pri fiksnoj brzini, koji kut izbacaja daje najveću maksimalnu visinu? Objasni zašto.
- Pravi projektili ne dosežu visinu koju predviđa tvoja tablica. Gdje odlazi nedostajuća energija?
Fizika iza ovog pokusa
Kinetička energija
Energija gibanja pri izbacaju, iz mase i brzine izbacaja koje postaviš za svaki pokušaj.
Gravitacijska potencijalna energija
Energija pohranjena na maksimalnoj visini lopte, pročitana iz visine lopte iznad PODA — ne iznad točke lansiranja. Budući da je ovo lansiranje pod kutom (a ne ravno gore), samo vertikalna komponenta brzine lansiranja pretvara se u dodatni uspon iznad lansiranja: nosi 64% kinetičke energije lansiranja pod ovim kutom (ostatak ostaje horizontalno gibanje, prisutno na vrhuncu). Ali visina očitanja također uključuje fiksnu visinu lansiranja od 1.2 m iznad poda, pa je PE na vrhuncu m·g·(1.2 m + rise) — ne samo 0.64× kinetičke energije lansiranja, a omjer između njih se mijenja s brzinom umjesto da ostaje fiksiran.
Mehanika
- Loptica na kosini: energija na kosini bez trenja
- Blok na kosini s trenjem: traženje praga trenja mirovanja
- Granična brzina: pad kroz otpor zraka
- Laboratorij sila: drugi Newtonov zakon
- Suprotstavljene sile: drugi Newtonov zakon i količina gibanja
- Odbijajuća loptica: gubitak energije pri udaru
- Elastični sudari i očuvanje količine gibanja
- Neelastični sudar i očuvanje količine gibanja
- Newtonovo njihalo: prijenos količine gibanja i energije
- Jednostavno njihalo
- Masa na opruzi: jednostavno harmoničko gibanje
- Jednoliko kružno gibanje i centripetalna sila