Mechanika
Newton-inga
Nézd, ahogy az impulzus áthalad a soron a túlsó labdáig.
Newton-inga — interaktív Mechanika szimuláció. Nézd, ahogy az impulzus áthalad a soron a túlsó labdáig. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Newton-inga
Egy sor egyenlő labda impulzust ad át majdnem rugalmas ütközéseken — a túlsó labda kileng, míg a többi alig mozdul.
Amikor a szélső labda beleütközik a sorba, az impulzus áthalad az érintkezési láncon. Ideális esetben az utolsó labda az impulzus nagy részével távozik, míg a belső labdák közel állnak a helyhez.
- Az impulzus megmarad a sor mentén
- Majdnem rugalmas érintkezések
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Ha hátrahúzod az első labdát egy h elengedési magasságba, és a sorba lendíted, mi határozza meg, milyen gyorsan repül ki az utolsó labda?
Mérlegelendő jóslatok
- A túlsó labda körülbelül ugyanazzal a sebességgel távozik, amellyel az első labda ütött.
- A túlsó labda lassabban távozik, mert a köztes labdák elnyelnek egy kis mozgást.
- A túlsó labda gyorsabban távozik, mint az első labda ütési sebessége.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Labdatömeg (kg)
- Eleresztési magasság (m)
Amit mérsz:
- Eleresztési PE (J)
- A túlsó labda kilépési sebessége (m/s)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a Newton-inga előbeállítást a sandboxban.
- Húzd a legbaloldalibb labdát kifelé és felfelé egy elengedési magasság beállításához, majd olvasd le, mennyivel ül a nyugalmi pontja fölé.
- Engedd el a labdát, és hagyd belelengeni az érintkező labdák sorába. Figyeld, melyik labdák repülnek ki a túlsó oldalon, és milyen magasra lengenek.
Vezéregyenlet
Gravitációs helyzeti energia — PE = m·g·h
A hátrahúzott labda a súlyával és a nyugalmi pontja feletti emeléssel egyenlő energiát tárol — ez táplálja a teljes láncreakciót elengedés után.
Mozgási energia — KE = ½·m·v²
Ahogy az elengedett labda leenged, a tárolt PE KE-vé alakul; az alján ez a KE adódik át szinte teljesen a túlsó labdának az ütközési láncon át.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Minden sornál számítsd ki az elengedési PE-t (mgh) és az első labda ütési KE-jét közvetlenül a lengés legalacsonyabb pontja előtt (½mv², a mért farSpeed mint v). Hogyan viszonyulnak a két energia egymáshoz?
- Az impulzus- és mozgásienergia-megmaradás segítségével azonos tömegű láncra magyarázd meg, miért távozik a túlsó labda (közelítőleg) az első labda ütési sebességével, miközben a köztes labdák alig mozdulnak.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Miért mozdulnak alig a köztes labdák, noha az ütközés impulzusa mindegyiken áthalad?
- A sandboxban leng-e valaha pontosan ugyanolyan magasra a túlsó labda, mint az elengedési magasságod? Mit mond a rés (ha van) arról, mennyire rugalmasak valójában az ütközések?
- AP Physics 1 — Unit 4: Linear Momentum
- AP Physics C: Mechanics — Unit 4: Linear Momentum
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Momentum & collisions
- NGSS High School Physics — Conservation of momentum
- Middle School Physical Science — Newton's third law and collisions
- Üdv a Newton-ingánál
- Nyomd meg az Indítást
- Válaszd ki az első labdát
- Impulzus a sor mentén
- Nyisd meg az adatokat
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.