Erőlabor: Newton második törvénye

1 · Jóslás

Egy dobozt tolunk egy súrlódásmentes padlón állandó erővel. Ha ugyanazzal az erővel egy nehezebb dobozt tolsz, gyorsabban, lassabban vagy ugyanazzal az ütemben gyorsul, mint egy könnyebb?

2 · Előkészítés

  1. Nyisd meg az Erőlabor előbeállítást. Egyetlen doboz nyugalomban ül súrlódásmentes padlón, egy állandó erő tolja előre.
  2. Ellenőrizd, hogy a sebességmérő a dobozon van, majd nézd meg a doboz tömegét és az alkalmazott erő nagyságát a Tulajdonságok panelen.
  3. Minden alábbi sorhoz állítsd be a doboz tömegét és az erő nagyságát a Tulajdonságok panelen, futtasd a szimulációt pontosan 1 másodpercig (60 képkocka), és olvasd le a mérő sebességét.

3 · Adatgyűjtés

Tömeg (kg)Alkalmazott erő (N)Sebesség t = 1 s-nél (m/s)Impulzus t = 1 s-nél (kg·m/s)
2.008.00
1.006.00
4.008.00

Ábrázold az alkalmazott erőt (x-tengely) az 1 másodperc után mért sebességgel (y-tengely) szemben, tömegenként egy vonallal. Mit jelent az egyes vonalak meredeksége?

4 · Elemzés

  1. Minden sornál oszd el az alkalmazott erőt a tömeggel. Hogyan viszonyul ez az érték az 1 másodperc után mért sebességhez? Milyen mennyiséget számítottál ki most?
  2. Hasonlítsd össze az 1. és 3. sort (azonos erő, más tömeg). Mennyivel változtatta a tömeg megduplázása az azonos 1 másodperces tolás utáni sebességet?

5 · Kiterjesztés

  1. Ez a padló súrlódásmentes. Jósld meg, hogyan változnának a sebesség-leolvasásaid, ha egy kicsi, állandó súrlódási erő is hatna a dobozra. Az alkalmazott erő tömeggel való osztása önmagában még mindig jelezné-e a kapott gyorsulást?
  2. Egy bevásárlókocsi és egy megrakott szállítójármű is tolható ugyanazt az erőt termelő motorral. Az adataiddal magyarázd meg, miért nem gyorsulnak ugyanazzal az ütemmel.

A fizika a kísérlet mögött

Newton második törvénye

Az objektumra ható eredő erő egyenlő a tömeg és a gyorsulás szorzatával. Itt egyetlen állandó erő gyorsítja a dobozt nyugalomból, tehát a rögzített idő után mért sebesség megmutatja az erő által létrehozott gyorsulást.

Impulzus

Az impulzus a tömeg és a sebesség szorzata. Minden mérés nyugalomból indul, tehát az 1 másodperces impulzus megmutatja, mennyi mozgást épít fel ugyanaz a tolás különböző tömegű dobozokon.

← Vissza a kísérlethez

Mechanika

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap