Mechanika
Teher a rámpán
Nézd, ahogy a teher lassan lecsúszik — a rámpa kisebb erőt igényel, mint a felemelés.
Teher a rámpán — interaktív Mechanika szimuláció. Nézd, ahogy a teher lassan lecsúszik — a rámpa kisebb erőt igényel, mint a felemelés. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
A ferde sík mint egyszerű gép
A rámpa kisebb erővel emeli a terhet, hosszabb távon alkalmazva — távolságot cserél erőre.
Az elvégzett munka ideálisan egyenlő a helyzeti energia nyereséggel. A hosszabb, laposabb rámpa csökkenti a szükséges tolóerőt, azzal az árral, hogy a teher tovább utazik a lejtőn.
- W = Fd = mgh (ideális)
- F_parallel = mg sin θ
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 nyugalomból elengeded a terhet, és meredekebbre állítod a rámpa szögét, mi történik a sebességével ugyanannyi idő után?
Mérlegelendő jóslatok
- Gyorsabban gyorsul — a meredekebb rámpa nagyobb gyorsulást ad.
- Ugyanazt a sebességet éri el — a szög nem befolyásolja a gyorsulását.
- Lassabban gyorsul — a meredekebb rámpa kisebb gyorsulást ad.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Rámpa szöge (deg)
- Teher tömege (kg)
- Eltelt idő (s)
Amit mérsz:
- Sebesség (m/s)
- Mozgási energia (J)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a Rámpa és teher előbeállítást a mechanikai sandboxban.
- Válaszd ki a rámpát, és használd a Tulajdonságok panelt a dőlésszög beállításához ehhez a méréshez.
- Engedd el a terhet nyugalomból a tetején, és olvasd le a sebességét a mérőről a feltüntetett eltelt idő után.
Vezéregyenlet
Mozgási energia — KE = ½·m·v²
A teher mozgási energiája a sebesség négyzetével nő, ahogy legyorsul a rámpán — a sebesség megduplázása megnégyszerezi a KE-t.
Gravitációs helyzeti energia — PE = m·g·h
Súrlódásmentes rámpán a teher ereszkedés közben elvesztett gravitációs PE teljes egészében a nyert mozgási energiává alakul — semmi nem vész el hőként.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- A v = g sin θ · t használatával számítsd ki minden sor várt sebességét, és hasonlítsd a mérőről leolvasotthoz.
- A teher tömege mindhárom mérésben 3 kg-on marad, miközben a szög változik. Mit mond ez a tömeg és a gyorsulás súrlódásmentes rámpán fennálló kapcsolatáról?
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Két különböző tömegű terhet ugyanabból a szögből, egyszerre engednek el. Melyik éri el előbb az alját? Indokold a válaszodat az adataiddal.
- A valódi rámpáknak van súrlódásuk. Ha ez a rámpa nem lenne súrlódásmentes, a mért sebesség magasabb vagy alacsonyabb lenne, mint a v = g sin θ · t jóslatod, és miért?
- 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
- Üdv a Rámpa-terhénnél
- Válaszd ki a terhet
- Nyomd meg az Indítást
- Emeld a terhet
- 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.