Kosina i teret: ubrzanje na kosini
1 · Predviđanje
Ako pustiš teret iz mirovanja i pojačaš kut kosine, što se događa s njegovom brzinom nakon istog vremena?
- Ubrzava brže — strma kosina daje veće ubrzanje.
- Dostiže istu brzinu — kut ne utječe na ubrzanje.
- Ubrzava sporije — strma kosina daje manje ubrzanje.
2 · Postava
- Otvori postav Kosina i teret u sandboxu mehanike.
- Odaberi kosinu i koristi ploču Svojstva za postavljanje kuta nagiba za ovaj pokušaj.
- Pusti teret iz mirovanja na vrhu i očitaj njegovu brzinu sa sonde nakom navedenog proteklog vremena.
3 · Prikupljanje podataka
| Kut kosine (deg) | Masa tereta (kg) | Proteklo vrijeme (s) | Brzina (m/s) | Kinetička energija (J) |
|---|---|---|---|---|
| 10.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 20.00 | 3.00 | 1.00 | ||
| 30.00 | 3.00 | 1.00 |
Nacrtaj brzinu (y-os) naspram kuta kosine (x-os) za fiksne pokušaje od 1 s. Je li odnos pravac?
4 · Analiza
- Koristeći v = g sin θ · t, izračunaj očekivanu brzinu za svaki redak i usporedi s onom koju si pročitao sa sonde.
- Masa tereta ostaje fiksna na 3 kg kroz sva tri pokušaja dok se kut mijenja. Što ti to govori o odnosu mase i ubrzanja na kosini bez trenja?
5 · Proširenje
- Dva tereta različitih masa puštena su s istog kuta u isto vrijeme. Koji prije stiže na dno? Koristi svoje podatke za opravdanje odgovora.
- Prave kosine imaju trenje. Kad bi ova kosina bila s trenjem, bi li izmjerena brzina bila viša ili niža od tvog predviđanja v = g sin θ · t i zašto?
Fizika iza ovog pokusa
Kinetička energija
Kinetička energija tereta raste s kvadratom brzine dok ubrzava niz kosinu — udvostručenje brzine četverostruči KE.
Gravitacijska potencijalna energija
Na kosini bez trenja, gravitacijska PE koju teret izgubi silazeći pretvara se u cijelosti u kinetičku energiju koju dobije — ništa se ne gubi na toplinu.
Mehanika
- Gibanje projektila i kinetička energija
- 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